Ondes et signaux : 861 questions de concours corrigées
98 épreuves corrigées question par question (Banque PT, CCINP, Centrale, E3A, X-ENS…), réparties en 4 sous-chapitres.
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Propagation des ondes mécaniques et des signaux : ondes progressives et stationnaires, corde vibrante, acoustique, dispersion.
Les sous-chapitres
Chaque sous-chapitre réunit ses questions de concours, filtrables par difficulté, concours, filière et année.
- Signaux et propagation136 questions · 17 incontournables
Sup : MP, PC, PSI, PT, MPI, TSI, BCPST
- Corde vibrante et équation de d'Alembert99 questions · 24 incontournables
Sup : PC, PSI
- Ondes acoustiques436 questions · 101 incontournables
Spé : PC, PSI
- Dispersion, paquets d'ondes et chaînes d'oscillateurs253 questions · 38 incontournables
Sup : PC, PSI
Incontournables
Des questions classiques à savoir refaire, parmi les 170 du chapitre (les plus récentes, une par épreuve). Les autres sont sur les pages des sous-chapitres (filtre « Classiques »).
CCINP Physique MP 2026, Q14
a) Rappeler les définitions d'une onde longitudinale et d'une onde transversale. Citer un exemple de chacune de ces ondes. b) Préciser la signification de c_s.
E3A Physique-Chimie PSI 2026, Q8
Rappeler l’équation unidimensionnelle de conservation de la masse et la simplifier dans le cadre de l’approximation acoustique.
ENS Physique U PSI 2026, Q1
Comment se nomme cette équation ?
X-ENS Modelisation PSI 2026, Q9
La vitesse du son étant définie par V_son = √(1/(ρ χ_s)), exprimer V_son à partir de γ, Mₐ, R et T.
X-ENS Physique B PC 2026, Q1
Écrire l'équation du mouvement pour la n-ième masse.
X-ENS Physique MP 2026, Q14
On définit l'inclinaison locale de la plaque par rapport à la position au repos horizontale, notée α(x, t). Pour rappel, on se place dans le régime des faibles déformations. Donner alors la relation…
CentraleSupélec Physique 2 PC 2026, Q33
Linéariser les trois relations précédentes (équations d'Euler, équation de conservation de la masse, expression du coefficient de compressibilité isentropique) et en déduire un système de 3…
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2026, Q30
Préciser les conditions aux limites vérifiées par s(x, t). En déduire les pulsations ω_p possibles des vibrations en fonction de L, c et d'un entier p. Sous quelle forme générale pourra-t-on écrire…
Pièges classiques
Signaux et propagation
- Dans toute méthode d'écholocalisation (sonar, radar, échographie), l'onde effectue un aller-retour : la distance à la cible vérifie 2d = c \Delta t. Oublier le facteur 2 conduit à surestimer la distance d'un facteur 2.
Questions sources :E3A Physique-Chimie PSI 2026, Q16CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2025, Q23ENS Physique BCPST 2025, Q43
- Ne pas confondre la vitesse de déplacement de la source avec la célérité de l'onde : dans le milieu de propagation et le référentiel du laboratoire, l'onde se propage à la vitesse constante c_0, indépendamment de la vitesse de la source.
Question source :X-ENS Physique MP 2026, Q42
Corde vibrante et équation de d'Alembert
- Attention au choix de l'origine du repère : si la corde est repérée entre -L/2 et +L/2, les modes propres s'expriment avec des fonctions paires ou impaires (cosinus ou sinus) et le fondamental présente un ventre en x=0, au lieu de la forme usuelle en \sin(n\pi x/L) valable pour un intervalle [0, L].
Questions sources :CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2026, Q30E3A Physique-Chimie PSI 2020, QG5
- Lors du bilan des forces sur un élément de corde [x, x+\mathrm{d}x], ne pas inverser les actions de contact : la partie située à gauche exerce la force -\vec{T}(x,t) tandis que la partie située à droite exerce +\vec{T}(x+\mathrm{d}x,t).
Questions sources :X-ENS Physique PSI 2024, Q16Mines-Ponts Physique 2 MP 2022, Q15ENS Physique-Chimie L PC 2020, Q21
Ondes acoustiques
- Oublier de justifier la négligence du terme convectif (\vec{v}\cdot\vec{\nabla})\vec{v} devant l'accélération locale \frac{\partial \vec{v}}{\partial t} : leur rapport est d'ordre v/c \ll 1, ce qui en fait un terme du second ordre à éliminer en acoustique linéaire.
Questions sources :ENS Physique U PSI 2026, Q7ENS Physique U PSI 2026, Q6E3A Physique-Chimie PSI 2026, Q8
- Confondre la vitesse particulaire v_1 (vitesse d'oscillation locale du fluide, typiquement de l'ordre du mm/s au cm/s) avec la célérité de propagation de l'onde sonore c (de l'ordre de plusieurs centaines de m/s).
Questions sources :Mines-Ponts Physique 1 PSI 2022, Q8E3A Physique-Chimie PSI 2021, Q32ENS Physique U PSI 2021, Q28
Dispersion, paquets d'ondes et chaînes d'oscillateurs
- Pour valider sans erreur de signe l'équation du mouvement d'une chaîne d'oscillateurs, imaginez le déplacement virtuel d'une seule masse u_n > 0 avec ses voisines fixes : les deux ressorts adjacents doivent exercer une force de rappel vers la gauche, imposant un terme de rappel négatif -2\beta u_n.
Questions sources :X-ENS Physique B PC 2026, Q1CCINP Physique MP 2023, Q6CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2021, Q24
- Lors du passage à la limite continue d'une chaîne discrète, il est impératif de pousser le développement de Taylor de u_{n+1} + u_{n-1} - 2u_n jusqu'à l'ordre 2, les termes d'ordre 1 s'annulant exactement en raison de la symétrie de la différence finie centrée.
Question source :X-ENS Physique PSI 2021, Q7
Les questions sont classées par sous-chapitre à partir des corrigés détaillés de WikiPrépa ; une question peut relever de deux sous-chapitres. L'année du programme (sup ou spé) suit les programmes officiels en vigueur. Comment les corrigés sont rédigés et relus