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Exercice d'électrostatique

Posté par
pablitom94
28-12-09 à 21:12

Bonjour tout le monde, j'ai besoin d'aide pour un exercice d'électrostatique dont voici l'énoncé:
"A l'origine O d'un axe x'Ox se trouve une charge q positive. Du point A tel que OA=a(a>0) jusqu'à l'infini, on a une densité linéique de charge constante: lambda=dq/dx >0.
Calculer la force exercée sur q par la répartition?"
Dans sa correction, mon prof commence en écrivant "A l'aide de la formule de coulomb on trouve la force élémentaire suivante: dF=(1/(4.Pi.Epsilone0))-(q.dq)/x²"
J'ai beau cherché dans toutes les pistes qui me viennent à l'esprit, impossible de comprendre par quelles étapes il est passé pour obtenir.
Pouvez vous m'aider s'il vous plait?

Posté par
donaldos
re : Exercice d'électrostatique 28-12-09 à 21:38

Il est pourtant on ne peut plus clair: il applique simplement et brutalement la loi de Coulomb. La force exercée par une charge q_1 sur une charge q_2 distante de r.

F=\frac 1 {4\pi \epsilon_0} \frac{q_1 q_2} {r^2}

comme tu l'as vu en cours.

Si on considère maintenant un élément de longueur \rm{d}x situé au niveau de l'abscisse x. Il porte une charge \rm{d}q=\lambda \rm{d}x qui est donc située à une distance x de la charge q.

D'où la force exercée par cet élément infinitésimal de la distribution de charge sur q, par analogie avec la formule précédente:

{\rm d}F=\frac 1 {4\pi \epsilon_0} \frac{q {\rm d}q} {x^2}

(Le choix de la notation qui utilise q aussi bien pour la charge ponctuelle située à l'origine que pour la distribution linéïque est assez malheureux mais c'est anecdotique.)

Note le signe moins de l'expression donnée par ton prof qui indique simplement le fait que cette force est répulsive, puisque les charges intervenant dans ce problème sont toutes positives.

Il ne te reste plus qu'à intégrer l'expression de cette force élémentaire pour trouver la force totale:

F=\Bigint\limits_a^{+\infty} {\rm d}F(x)

Posté par
pablitom94
re : Exercice d'électrostatique 29-12-09 à 10:14

Merci donaldos je vais étudier ça.

Posté par
pablitom94
re : Exercice d'électrostatique 29-12-09 à 10:53

Je viens d'étudier ta réponse donaldos, j'avais trouvé exactement la même chose que ce que tu avais écrit.
Mais regarde attentivement la réponse qu'écrit mon prof: dF=(1/(4.Pi.Epsilone0))-(q.dq)/x².
Il y a un "moins" dans son résultat.
Puis ensuite il écrit: "Ce qui donne après intégration F=(1/(4.Pi.Epsilone0))-(lanmbda.dq)/a.
Je ne comprends pas...
PS: Comment fait-on pour écrire des formules mathématiques comme toi?

Posté par
donaldos
re : Exercice d'électrostatique 29-12-09 à 12:11

Comme je te l'ai dit, le signe moins peut se trouver là pour ajouter une information supplémentaire qui est le sens de la force. Cependant, placer ainsi le signe moins à cet endroit n'a pas grand sens. Ce qui est sûr, c'est qu'il ne s'agit pas d'une soustraction.

Est-il possible que tu aies mal recopié?

Concernant le résultat final, c'est q qui doit y apparaître et non \rm{d}q.

(Pour écrire les formules mathématiques, je te renvoie aux explications se situant tout en bas de cette page : [lien])

Posté par
pablitom94
re : Exercice d'électrostatique 29-12-09 à 13:18

C'est impossible que j'ai mal copié car il s'agit d'une correction écrite par lui même sur un pdf.
Donc le moins correspond au signe dans la multiplication. Je n'avais pas compris ça comme cela. Il n'avait pas mis de parenthèse donc évidemment je me suis dit que c'était une soustraction.
Pour le résultat final je me suis trompé j'ai écrit dq au lieu de q.

C'est bon j'ai bien compris maintenant, merci pour ton aide donaldos.

Posté par
pppp
re : Exercice d'électrostatique 31-12-09 à 14:50

la question  dans cet exercice 'Calculer la force exercée sur q par la répartition?"'[b][/b]
la répartition  veut dire la densité linéique de charge ?



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