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force électrique et force gravitationnelle
Bonjour,
J'ai une étude de texte en physiques et des questions
Comparaison entre la force électrique et la force gravitationnelle
L'americain Richard FEYNMAN (1918-1988), prix Nobel de physique en 1965, présentait ainsi,
lors de ses célébres conferences a l'université de Caltech, la force électrique :
« Considérons une force analogue a la gravitation qui varie comme l'inverse du cane de la distance, mais qui soft
Environ un milliard de milliards de milliards de milliards de fois plus intense. Et avec une autre difference. Il y a deux espèces de matiêre, que nous pouvons appeler positive et negative. Celles de même espèce se repoussent et celles d'espèces différentes s'attirent, contrairement au cas de la gravité ou it y a seulement attraction. Que va-t-il se passer ?
Un amas d'éléments positifs se repousserait avec une force énorme et éclaterait dans toutes les directions. Un amas d'éléments négatifs en ferait autant. Mais un mélange égal d'éléments positifs et négatifs ferait quelque chose detout a fait different. Les elements opposes seraient maintenus ensemble par des attractions énormes. Le résultat
global serait que les forces terrifiantes s'équilibreraient entre elles presque parfaitement en formant des melanges
fins et serrés d'éléments positifs et négatifs, et entre deux amas d'un tel mélange, il n'y aurait pratiquement pas du
13tout d'attraction ou de repulsion.
Une telle force existe : c'est la force electrique. Et en toute matiere est un mélange de protons positifs et d'electrons
negatifs qui s'attirent et se repoussent avec cette grande force. L'equilibre est si parfait cependant, que lorsque vous
vous tenez pres de quelqu'un d'autre, vous ne sentez aucune force. S'il y avait un três leger desequilibre vous le
sauriez. Si vous vous teniez a un bras de distance de quelqu'un et que chacun de vous ait un pour cent d'electrons de
plus que de protons, la force de repulsion serait incroyable. De quelle grandeur? Suffisante pour soulever l'Empire
State Building? Non! Pour soulever le Mont Everest? Non ! La repulsion serait suffisante pour soulever une masse égale a celle de la Terre entiêre !
1Avec des forces aussi enormes et aussi parfaitement equilibrees dans ce mélange intime, it n'est pas difficile de
comprendre que la matiere, essayant de garder ses charges positives et negatives dans le meilleur equilibre, puisse
avoir une grande rigidite et une grande resistance. »
L'Empire State Building, par exemple, ne s'ecarte que de 2,50 m de son equilibre parce que les forces electriques
maintiennent chaque electron et chaque proton plus ou moins a sa propre place...
Vous savez evidemment que les atomes sont constitues de protons positifs dans le noyau et d'electrons a rexthrieur.
Vous pouvez vous demander : si cette force electrique est si terrifiante, pourquoi les protons et les electrons ne se
collent-ils pas les uns sur les autres? S'ils veulent former un mélange intime, pourquoi celui-ci n'est-il pas encore
plus intime? La reponse fait intervenir des effets quantiques...
Une autre question se pose : qu'est ce qui maintient le noyau compact? Dans le noyau it y a plusieurs protons qui
sont tous positifs. Pourquoi ne se repoussent ils pas? II s'avêre que dans le noyau it y a, en plus des forces
electriques, des forces non electriques, appelees forces nucleaires, qui sont plus grandes que les forces electriques
et qui sont capables de maintenir les protons ensemble malgre la repulsion electrique. Les forces nucleaires,
cependant, sont a court rayon d'action - leur intensite decroit beaucoup plus rapidement que 1/r2. Et ceci a une
consequence importante. Si un noyau contient trop de protons, it devient gros, et it ne restera pas compact. Un
exemple est fourni par l'uranium, avec 92 protons. Les forces nucleaires agissent principalement entre chaque
proton (ou neutron) et son plus proche voisin, tandis que les forces electriques agissent sur de plus grandes
distances, donnant une repulsion entre chaque proton et tous les autres protons du noyau. Plus it y a de protons dans
noyau. plus forte est la repulsion electrique, jusqu'a ce que, comme dans le cas de l'uranium, l'equilibre devienne
4csi fragile que le noyau est presque pret a &later sous l'action de la force electrique de repulsion... »
Questions de comprêhension du texte :
I a Decouper le texte en ses differentes parties et donner un titre a chaque partie.
b. Comment R. FEYNMAN explique-t-il que la force êlectrique ne se manifeste pas au niveau macroscopique, contrairement a la force gravitationnelle, alors que la force êlectrique est bien plus intense?
c. Quel effet de style l'auteur utilise-t-il pour justifier l'electro-neutralite de la matiére á l'êchelle macroscopique?
d. Comment interpréte-t-il la cohesion des solides? Par quel exemple spectaculaire illustre-t-il cette cohesion? e L'auteur dêveloppe la stabilitê de l'atome en la prêsentant sous forme d'un paradoxe. De quel paradoxe s'agit-il? Quelle reponse donne-t-il â ce paradoxe?
f. Comment FEYNMAN explique-t-il la stabilitê du noyau atomique ?
g. Que signifie l'expression . leur intensitê decroit plus rapidement que 1/r2 ?
2 Relever les differences signalees par l'auteur entre les forces gravitationnelle et êlectrique.
3 Preciser dans quels domaines interviennent les forces êlectrique et gravitationnelle.
4 Comparaison des valeurs des forces gravitationnelle et êlectrique.
a. Exprimer sous forme de puissance de 10 le rapport Fe/Fg, donne par R. FEYNMAN entre les valeurs des forces electrique et gravitationnelle.
b. Verifier l'affirmation de R. FEYNMAN en considerant deux protons de masse m = 1,7.10-27 kg et de charge e = 1,6 . 10-19
On donne la constante gravitationnelle G = 6,67 . 1041 SI et la constante êlectrique k = 9.109 SI.
5 Force due. un desequilibre des nombres de neutrons et de protons.
a. La masse de chacune des personnes evoquêes par R. FEYNMAN est de l'ordre de 70 kg. La masse molaire atomique moyenne des atomes constituant le corps humain est de l'ordre de 10 g.mo1-1. Chaque atome contient en moyenne 10 protons. Èvaluer le nombre de protons contenus dans le corps humain, connaissant la constante d'AVOGADRO NA = 6.0 . 1023 moll
b. En supposant qu'il y ait un pour cent d'êlectrons en plus, calculer la charge êlectrique de chaque corps humain.
c. Pour evaluer la force êlectrique, on considere deux charges ponctuelles, ayant les valeurs calculees precedemment, distantes de 60 cm. Evaluer cette force.
d. Montrer qu'elle est du méme ordre de grandeur que la valeur de la force nêcessaire pour soulever la masse de la Terre.
On prendra : g = 10 N.kg-1 et la masse de la Terre M= 6.102' kg.
6 Pourquoi les noyaux lourds sont ils moins stables que les noyaux legers?
>>> J'ai fait la question 1a
Pour le moment j'aurais besoin d'un coup de pouce pour le reste de la question 1
merci d'avance
Bonjour,
Peux-tu écrire (en une ligne par exemple) ta réponse à la question 1b ?
Pour 1c : il faut consulter ton professeur de français 
Je vais chercher et te dirai si je trouve !
Ci-dessous : ce ne sont pas les réponses ! Quelques aides pour t'aider à t'orienter dans ce long (et excellent !) texte.
Pour 1d : La cohésion d'un solide : "...mélanges fins et serrés... grande rigidité et grande résistance..."
Pour 1e : "... mélange intime... pourquoi n'est-il pas encore plus intime ? ..."
Pour 1f : "... noyau compact..."
Quelles réponses formules-tu à ces questions ?
voici pour le moment les réponses que j'ai faite
je m'attaque à la suite
1. a. Découper le texte en ses différentes parties et donner un titre à chaque partie.
Les lignes 1 et 2 du texte (voir numérotation sur le texte) sont la présentation de Richard Feynman, qui est l'homme qui a prononcé le discours qui suit, que l'on peut diviser en plusieurs parties.
I) ligne 3 à 7 :
Explication d'une force analogue à la force gravitationnelle : La force électrique.
Il explique la force électrique en la comparant à la force gravitationnelle, en notant les points communs et les différences pour fonder ensuite sa théorie a partir de cette explication simple.
II) ligne 8 à 13 :
Explication de l'attraction systématique dans le cas de la force électrique.
Selon sa théorie il explique que les forces s'équilibreraient entre elle pour qu'il n'y est ni attraction ni répulsion.
III) ligne 14 à 20 :
Force surnaturelle : La force électrique.
Il détaille alors la composition de cette force en insistant sur l'équilibre parfait entre les protons et les électrons. Il ramène ensuite la force électrique à un contexte réaliste de la vie de tous les jours.
IV) Ligne 21 à 23 :
Force qui entraîne la rigidité et résistance.
Il donne un constat sur la rigidité et la résistance de la matière qui subit cette force.
V) Ligne 24 à 29 :
Retour vers la réalité, mise en place dans un contexte réaliste.
Il se pose des questions pour faire avancer sa théorie, et place les possibilités dans un cadre de la vie courante.
VI) Ligne 30 à 40 :
Compacité du noyau, force nucléaire.
Il explique d'où vient la compacité du noyau et que d'autre force entre en jeu tel que la force nucléaire.
b. Comment R.FEYNMAN explique-t-il que la force électrique ne se manifeste pas au niveau macroscopique, contrairement à la force gravitationnelle, alors que la force électrique est bien plus intense ?
R.FEYNMAN nous dit que la force électrique fait intervenir deux types de charges positives ou négatives. Les charges positives, celle des protons et les charges négatives, celle des électrons sont au niveau microscopique contrairement à la force gravitationnelle qui fait intervenir des corps au niveau macroscopique. Même si la force électrique est plus intense, le fait qu'elle s'applique sur des protons et des électrons montre que l'on ne se trouve pas au niveau macroscopique mais microscopique. De plus on nous dit que cette force est parfaitement équilibrée et qu'elle n'engendre pratiquement ni attraction ni répulsion.
voila
Je compterai les lignes pour relire ta division et tes titres plus tard.
1b : La force gravitationnelle est seulement attractive. Toutes les masses s'attirent. Cela est vrai à toutes les échelles (d'après ce que l'on sait) aussi bien microscopique que macroscopique.
La force électrique est soit attractive (entre des charges de signe différent) soit répulsive (entre des charges de même signe). Dans le monde microscopique, les charges de signe différent sont très près les unes des autres et en nombre égal (autant de protons positifs que d'électrons négatifs qui tournent autour du noyau dans l'atome) si bien que macroscopiquement les charges se neutralisent ; tout se passe comme si les corps n'étaient pas chargés électriquement si bien que les forces électriques ne se manifestent pas habituellement dans le monde macroscopique.
D'accord pour le 1b ?
Bon, je compte les lignes...
En gardant ta division.
3 à 7 : R. Feynman suppose que tout le monde connaît la force gravitationnelle. Il introduit une nouvelle force, la force électrique et montre comment elle ressemble à la force gravitationnelle : elle décroit aussi en 1/r2 et comment elle en diffère : elle est extraordinairement plus forte et elle agit de deux manières différentes : soit attractive soit répulsive. Question : que va-t-il se passer ?
8 à 13 : Des amas de charges identiques explosent ! (à retenir pour la suite) Mais des amas de charges intimement mélangés peuvent être stables et entre deux tels amas il n'y aurait presque pas de force
14 à 20 : le moindre déséquilibre dans cet intime mélange de charges opposées créerait des forces extraordinaires: capables de soulever la Terre ! Mais si le mélange est bien équilibré alors on peut comprendre pourquoi la matière ne vole pas en éclats mais au contraire présente grande rigidité et grande résistance.
A suivre...
21 à 25 : selon moi ceci fait partie de la division précédente : il s'agit toujours de la cohésion de la matière.
26 à 29 : mais alors puisque les charges opposées s'attirent si fort, pourquoi ne se collent-elles pas les unes aux autres : R. Feynman dit que la réponse relève de la physique quantique, mais n'explique pas davantage.
30 à 40 : nouvelles forces : les forces nucléaires fortes.
Elles sont encore plus fortes que les forces électriques puisqu'elle peuvent maintenir ensemble les protons du noyau qui devraient se repousser s'il n'y avait que les forces électriques.
Mais elles n'agissent qu'à très courtes distances (elles diminuent beaucoup plus vite qu'en 1/r2). Tellement vite qu'un gros noyau deviendra moins stable car il aura des protons qui seront peu liés. C'est ce qui se passe avec l'uranium.
Ta question de 17 h 39 : ce n'est pas tout à fait cela.
Les deux interactions agissent aussi bien à l'échelle microscopique que macroscopique.
La différence est que les charges électriques sont intimement mélées au niveau microscopique si bien que la matière est neutre au niveau macroscopique. Donc, puisqu'elle est neutre, il n'y a plus de force électrique.
oula mais c'est compliqué ... c'est pas vraiment comme ça qu'il l'explique dans son texte ... il va croire je suis une intello si je lui pond ça au prof lol
merci de m'aider c'est beaucoup plus claire dans mon esprit maintenant
je comprend pas pourquoi vous dite que les 2 forces agissent a l'échelle microscopique et macrscopique alors que dans la question 1b on nous dit
Comment R. FEYNMAN explique-t-il que la force êlectrique ne se manifeste pas au niveau macroscopique, contrairement a la force gravitationnelle, alors que la force êlectrique est bien plus intense?
Je te propose un plan légèrement différent : (j'espère que nous avons le même écran et que nous comptons les lignes de la même manière 
)
2 : titre
3 - 4 : le conférencier
5 - 29 : l'interaction électromagnétique
5 - 8 : introduction rapide ; quelle conséquence ?
9 - 14 : Des amas de charges identiques seraient instables. Des mélanges intimes stables
15 - 25 : Un léger déséquilibre créerait des forces énormes. L'équilibre assure la cohésion de la matière
26 - 29 : Pourquoi les électrons ne se collent-ils pas au noyau ? Phénomènes quantiques
30 - 40 : la force nucléaire forte
Ta question de 18 h 06 :
l'interaction gravitationnelle agit à l'échelle microscopique : elle attire toujours ; elle agit aussi à l'échelle macroscopique et ceci jusqu'aux limites (?) de l'univers.
L'interaction électrique agit à l'échelle microscopique : elle attire si les charges sont différentes et elle repousse si les charges sont identiques. Comme la matière, à l'échelle microscopique, est un mélange intime de charges négatives et positives, dès que l'on passe à l'échelle macroscopique la matière est neutre (si elle n'était pas neutre il y aurait des conséquences incroyables : entre deux personnes légérement chargées la force permettrait de soulever la Terre). Puisque la matière est neutre : il n'y a pas de force électrique entre des objets neutres, donc il n'y a pas de force électrique appréciable à l'échelle macroscopique.
Tu peux, si tu le désires, poster tes réponses (questions 1c et 1d). Je continuerai de les commenter.
Pour la question e : où est le paradoxe ?
La force électrique est très forte (beaucoup plus que la force gravitationnelle) ; elle décroît en 1/r2 donc, plus r est petit et plus la force est grande. Pour que la matière soit neutre (globalement, ou encore au niveau macroscopique) il faut un mélange intime. Il faut que les électrons soient très proches des protons qui sont dans le noyau. Mais plus les électrons sont proches du noyau et plus ils sont attirés par le noyau, plus la force électrique agit. Alors... pourquoi ne s'écrasent-ils pas sur le noyau ? Pourquoi ne viennent-ils pas se coller sur le noyau ?
Cet exercice est très long. Si tu veux me dire à quel moment de la journée tu comptes t'y mettre, je chercherai à être présent pour t'aider efficacement.
je souhaiterais ne pas poster toute mé réponses sur le site afin ke mes camarades ne les copient pas s'ils passent par là car si on se retrouve ac tous mes réponses sur nos copies j'aurais l'air con.
Y'a t'il un moyen d'envoyer en privé mes réponses?
dans ce cas je prefere pas vous dire mes réponses
sinn c'est trop facile pour ceux qui passent derière il n'ont plus qu'a copier ce que j'ai mis
salut j'ai le même exercice et je n'ai pas compris la question 4b,"vérifier l'affirmation de R Feynman" c'est quoi l'affirmation?
Bonjour,
Question 4b :
Exprime la force due à l'interaction électromagnétique entre deux protons situés à la distance d (quelconque) l'un de l'autre
Exprime de même la force due à l'interaction gravitationnelle entre ces deux mêmes protons toujours à la distance d (quelconque) l'un de l'autre
Fais le rapport entre ces deux forces.
Attention : G = 6,67.10-11 SI
k = 9.109 SI
et la charge d'un proton est 1,6.10-19 coulomb
salut, je suis dde tahiti, je suis en première et je ne ne comprend vraiment pas la question 1c , ni les autres d'ailleurs vous puuvez m'aidez
Pourquoi demander ma classe? (aaaa merci s'était justement ça que je comprenait pas) merc (n'empêche en se demande ce que des notions de français viennent faire dans un devoir SPC
lol ah oui mais moi j'ai pas fait attention.
Alors je comprend pas trop la question "e" et la "g" (je manque de vocabulaire)
)
e)le paradoxe c'est que si la force electrique est si fort pourquoi les eclectrons et les protons ne se collent pas,la réponse est dans le texte ouvre ton livre page 19 3eme paragraphe
Pour le g) je me suis pas foulé j'ai repris le texte par la"Plus it y a de protons dans
noyau. plus forte est la repulsion electrique, jusqu'a ce que, comme dans le cas de l'uranium, l'equilibre devienne
4csi fragile que le noyau est presque pret a &later sous l'action de la force electrique de repulsion... »"
ben non j'ai encore du travail
je fait une pose je vais dîner
quoi tu pouvait pas dire plus tôt
tin je me fait chier a faire ça en plus j'ai test d'espagnole demain j'ai même pas commencer a réviser (aaagagagagagagrrrrr)
Bonjour,
Vous pourriez peut-être continuer votre conversation ailleurs ou par une autre méthode et laisser de la place dans ce topic pour ceux qui veulent travailler et résoudre les questions.
bonjour Coll,
Je ne comprends pas très bien la question d.( Montrer qu'elle est du méme ordre de grandeur que la valeur de la force nêcessaire pour soulever la masse de la Terre.
On prendra : g = 10 N.kg-1 et la masse de la Terre M= 6.102' kg.)
Pourriez vous y apporter quelques éclaircissements s'il vous plaît? merci
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