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Niveau maths sup
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Attraction repulsion

Posté par
Spaken
27-08-16 à 19:05

Bonjour,
Après avoir parcouru Internet et mes cours sans trouver de réponse je m'en remets à vous. Je suis en PSI* et je viens de me rendre compte qu'il y a quelque chose de fondamental sur le chapitre de l'induction/électromagnétique que je n'ai pas compris. Impossible pour moi de comprendre la force de Laplace et celle de lorentz (leur direction et leur origine au niveau microscopique ).  Pour les comprendre je prend cet exemple : deux aimants que je rapproche s'attirent ou se repoussent. Mais la force de Laplace n'image pas ce mouvement là..  (je ne prends pas de fil pour cet exemple car l'aimant me paraît plus intuitif). Pouvez-vous m'expliquer quelle est là relation entre ces forces et ce mouvement ? Merci d'avance

Posté par
vanoise
re : Attraction repulsion 29-08-16 à 18:48

Bonjour
La force de Lorentz doit être considérée comme un fait expérimental aussi fondamental que la force électrique \overrightarrow{F}=q\cdot\overrightarrow{E}. La relation de Lorentz se justifie par l'ensemble de ses conséquences expérimentales : mouvement circulaire ou mouvement en hélice d'un faisceau de particules dans un champ magnétique uniforme, par exemple.
La force de Laplace est parfois présentée comme la somme des forces de Lorentz agissant sur les différents électrons de conduction d'un métal. Cette présentation est fausse. La puissance d'une force de Lorentz est nécessairement nulle à chaque instant :
p=\overrightarrow{F}\cdot\overrightarrow{v}=q\left(\overrightarrow{v}\wedge\overrightarrow{B}\right)\cdot\overrightarrow{v}=0\;\forall t
alors qu'évidemment une force de Laplace peut fournir du travail.
Pour amorcer ta réflexion : tu peux commencer par te poser la question suivante : pourquoi une roue de Barlow tourne-t-elle ? Pourquoi, dans le disque en cuivre, n'a-t-on pas tout simplement une déviation des électrons de conduction du cuivre à l'intérieur du disque au lieu d'une mise en rotation du disque ?
La réponse est à chercher dans l'origine microscopique de la force de Laplace. Une indication : il y a des analogie à faire avec l'effet Hall (interprétation classique du phénomène). Réfléchis à tout cela et pose de nouvelles questions si cela t'intéresse.
Tu peux aussi réfléchir au cas des aimants permanents mais la situation est plus compliquée : la théorie du ferromagnétisme n'est pas vraiment simple à l'échelle microscopique...



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