Bonjour, j'ai un devoir a faire pour mardi! Je suis en 1ere S et mon professeur était prof en prépa donc les cours sont d'un niveau plus qu'élevé!
L'énoncé de l'exercice est le suivant :
Deux petites boules électrisées B et B', que l'on considérera comme ponctuelles, sont attachées respectivement aux points O et O' par deux fils isolants, de masse négligeable et de même longueur L.
Les deux boules ont la même masse m = 3 dg. La boule B porte une charge q= + 100nC et la boule B' une charge │ q'│ = 20 nC. On approche les deux boules et l'on obtient un équilibre représenté sur le schéma suivant : ( voir le doc en attache)
Les deux boules sont alors distantes de d= 10 cm.
I.1) Quel est le signe de la charge q' ?
I.2) La boule B' présente t-elle un excès ou un défaut d'électrons ? De combien d'électrons ?
I.3) Que peut-on dire de a et a', angles d'inclinaison des deux fils par rapport à la verticale ?
Dans la suite du problème, on s'intéresse à la boule B et on néglige les forces d'interaction gravitationnelles entre B et B'.
II.1) Déterminer l'angle d'inclinaison a
II.2) Donner les caractéristiques du champ électrique créé par la boule B' sur la boule B.
Données: g= 9,8 N/kg ; charge élémentaire de l'électron e = 1,6.10-19 C en valeur absolue.
J'ai commencer a répondre mais j'aurai besoin de qq'un pour me corriger :
a) Q' est positif car les boules B et B' se repousse mutuellement.
b) B' représente un défaut d'électrons.. ( je ne sais pas comment calculer le nombre d'electrons.. :S )
c) Les angles a et a'son egaux.. ( je en saurais pas comment justifier )
etle reste des questions.. je sais pas
Salut!
1) se repoussent. Oui
2) B' est chargée négativement. Ce sont les électrons les porteurs de charges négatives donc elle a un excès d'électrons...
Sa charge est: |q'| = 20 nC cad 20.10-9 C.
Or la charge d'un électron est la charge élémentaire e = -1,6.10-19 C.
Donc tu divises
3) c'est exact...
Commence déjà par ceci
Bonjour à toutes les deux
shadowmiko >> La boule B porte une charge positive
Donc... la boule B' qui est repoussée porte une charge ...
et possède un .... (excès ou manque) d'électrons
Oh Coll ca faisait longtemps.. Je sais pas si tu te rapelle de moi sur un problem de maths
Oui je pense que les charges sont positives, puisque pour qu'elles se repoussent il faut que les boules aient la meme charge.. Donc B' a un exces d'electrons, mais comment calculer le nombre d'electrons ? car jai fait 20x10^-9 / -1,6x 10^-19 et ca ma donné -1,25x 10^11 qui n'est pas logique.. surtout le -!
Ça progresse, morceau de phrase par morceau de phrase...
Oui, la charge portée par B' est également positive
Mais... est-ce que cela correspond à un excès ou à un défaut d'électrons (lesquels sont négatifs) ?
A un défaut pardon.. Car l'atome est neutre donc pour qu'il soit positif il faut qu'il y ait des electrons en moins.. mais comment calculer le nombre d'electrons qu'il y a en moiin ? restez connecter jai encore besoin de vous..meriiii
Comment calculer le nombre d'électrons ?
Exactement comme tu as fait
A chaque fois qu'un électron quitte la boule il emporte avec lui sa charge négative de -1,6.10-19 C
et donc la boule voit sa charge positive augmenter de +1,6.10-19 C
20 nC = 20.10-9 C
20.10-9 / 1,6.10-19 1,25.1011 électrons ont quitté la boule B'
Ohh merci!!
Pour les angles a et a' ont peut dire qu'ils sont egaux, certes.mais comment le prouver ?
Et puis pour la question d) Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur B, je pense qu'il y a : le poid, ( la reaction du sol ? Mais il n'y a pas de sol.. ) le frottement de l'air.. ? et c'est tout ?
Un coup d'œil sur la troisième loi de Newton (loi de l'action et de la réaction).
Sinon tu peux imaginer (ne le fais pas) de calculer la force exercée par B sur B' puis de calculer la force exercée par B' sur B ; quel serait le résultat (qualitativement) ?
Oui le poids
Il n'y a pas de sol... mais il y a un fil !
Il y aurait frottement de l'air si les boules étaient en mouvement. Mais elles sont immobiles.
Il y a la poussée d'Archimède dans l'air ; mais tu peux la négliger (parce que l'énoncé ne te donne pas les valeurs pour la prendre en compte )
Comment nommes-tu la force exercée par le fil ?
Alors, je n'aie pas etudier la 3eme loi de Newton désolée.. enfin du moins je ne m'en souviens pas. :S
Cependant j'ai deja calculer la force gravitationeel exercee par b sur B' ou vice verca , et ell est egale a 6,0 x 10^-10 N
Et la force electrique exercee par B sur B' ou vice verca est de 1,9 x 1^0^-3N
Je ne saurais normmée la force exercee par le fil.. mais bon je me lance.. force de l'apesanteur ? de suspension ?
Donc puisque tu as calculé les forces et que tu écris, à juste titre, "ou vice versa" : tu veux dire que la force exercée par B sur B' est égale et opposée (même intensité, même direction horizontale et sens opposés) à celle exercée par B' sur B
La troisième loi de Newton généralise cela.
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Tu as bien raison de te lancer... tu ne risques rien Oui, pour ma part, je nomme cette force la tension du fil.
Donc, sur chaque boule trois forces (égales pour les deux boules) :
. son poids
. la tension du fil qui la retient en l'air
. la force électrostatique exercée par l'autre boule
Puisque chaque boule est immobile tu peux appliquer la première loi de Newton (celle-là, je suis sûr que tu l'as apprise).
Faire un beau dessin (avec les vecteurs qui représentent les forces) ;
projeter l'égalité vectorielle sur des axes (un axe vertical et un axe horizontal, cela semble un bon choix) ;
et en déduire l'angle a
Voila mon dessin.. mais je ne vois pas comment faire le deuxieme partie.. c'est a dire..projeter l'galité vectorielle sur les axes.. et déduire l'angle a..Sur mon enoncé on me dit : reponse partielle = a = 31°.. mais je ne vois pas comment calculer
Pas tout à fait...
La tension du fil est une force exercée par le fil : cette force a donc la direction du fil.
La somme des trois vecteurs (la somme vectorielle des trois forces) doit être nulle (application de la première loi de Newton appelée encore "principe d'inertie" ; loi découverte par Galilée et reformulée quelques dizaines d'années après par Newton avec ses deux autres lois).
Le poids est facile à projeter sur les axes horizontal et vertical
De même pour la force électrostatique
Pour la tension du fil il faut faire intervenir le sinus et le cosinus de l'angle a ; d'où la possibilité de calculer la mesure de cet angle...
Pour t'avouer j'ai passer mon classeur de physique a une nouvelle du bahut, et cet été j'étais pas chez moi, donc les cours de physique.. oublié..LOL eh oui..
J'ai pas de souvenir de calcul avec sin et cos.. apart sin1 n1 = sin2 n2.. mais bon ca c'est autre chose..
Je sais j'abuse de ta gentillesse.. et j'en suis trop desolee..:S
Je reprends la figure de 16 h 31
. la force électrostatique est correctement représentée
. le poids est aussi correctement représenté (toujours dirigé vers le bas, selon la verticale du lieu)
. la tension du fil n'est pas verticale, mais est une force dirigée selon le fil (et vers le haut)
Tu sais faire la somme vectorielle de trois vecteurs. Cette somme doit être nulle.
La tension du fil est donc égale et opposée à une force que tu peux dessiner selon la diagonale du rectangle bâti sur la force électrostatique et le poids.
Voila mon nouveau dessin..S'il te plait tu peut pas me donner la formule pour calculer l'angle c'est plus simple pour moi Cette histoie d'exo me passe par dessus la tete.. et encore jai un exo de physique niveau 3/3 a faire ensuite, mais je pense pas pas que je vais t'mebeter plus que ca..
La tension du fil est exactement opposée à celle que tu dessines dans ce message de 17 h 00
La tension du fil est portée par le fil ! Et elle empêche la boule de tomber.
Ne vois-tu pas que la somme des trois forces dessinées à 17 h 00 n'est pas du tout nulle ?
Il va falloir que je quitte l'île...
Je te donne les indications pour continuer, mais je te fais confiance pour bien chercher à comprendre et ainsi pouvoir le refaire seule.
Projection sur un axe vertical : m.g = T.cos(a)
Projection sur un axe horizontal : Fe = T.sin(a)
Pythagore (ou les deux équations précédentes élevées au carré et additionnées) : T2 = (m.g)2 + Fe2
Et tu as deux équations pour trouver a (tu trouveras évidemment la même valeur : environ 31,5°)
Bon courage !
Bon..
Alors ds la formule T² = (m.g)² + (Force electrique )²
T² = ( 0,3 x 9,8)² + (1,8x1O^-3)²
T² = 8,64
T = 2,9..Pas logique!
Euuuh.. ah je pensais que c'etais en gramme.. Moi qui me suis acsser la tete toute l'aprem en me dianst, bon aller on va peut etre tenter de reussir qq chose et de ne pas lui faire croire que je suis si stupide.. eh ben c'est raté :p
Alors 3dg = 0,0003kg soit 3 x 10 -4 ?
Alors siii je reprend mon calcul :
T² =( 0,0003 x 9,8)² + ( 1,8 x 10^-3)²
T² = 1,19 x 10^-5
T =.. Ben.. 0,0034..
Pas un instant je n'ai pensé que tu étais stupide. Vraiment !
Oui 3 dg = 3 décigrammes = 0,3 gramme = 0,3.10-3 kg = 3.10-4 kg
Au passage... je suis d'accord avec l'intensité de la force électrostatique : 1,8 mN
Mais comment ca ce fait que je trouve pas 31°?.. ca me fait que des chiffre en dessous de 1.
Je te remercirais jamais assez de m'aider. Tu me fais vraiment progresser..Pochaines vacances : rester a la maison + bosser.. fini les voyages !
N'oublie jamais les unités en physique ! !
Un résultat sans unité = pas de résultat !
____________________
Oui, l'intensité de la traction du fil vaut environ T = 0,003 472 6.. N
Conseil : n'arrondit jamais les valeurs intermédiaires ; cela pourrait te créer de gros ennuis. Mais seulement à la fin, tu dois arrondir le résultat final.
Donc... calcul de l'angle a
J'ai mal recopié mon brouillon
Intensité de la traction du fil : T vaut environ 0,003 447 259 ... N
Excuse-moi pour l'oubli d'un chiffre 4
Pour calculer l'angle est ce que je dois reprendre T dans l'une des equations ?
C'est a dire, si je prend la seconde..
Fe = T x sin(a)
sin(a) = Fe /T
sin (a) = 1,8 x 10-10 / 0,0034496377
sin (a) = 6,21 x 10^-13
et a = sin-1 ( 6,21 x 10 ^-13) ??
Au fait.. je n'ose pas trop te le demander.. mais j'ai un dernier exo de 2 question.. aparement simple mais l'énoncé est long .. et ca me parait un peu compliqué, et je voulais savoir si tu pouvais me donner qqes directives?
Tu peut refuser .. enfin
Il n'y a jamais aucune garantie...
Je pense quand même que si tu le postes tu auras de l'aide. Respecte bien la FAQ, c'est-à-dire que pour un nouveau problème tu crées un nouveau topic.
Selon la matière (physique ou chimie), selon l'heure, selon la difficulté... tu seras aidée plus ou moins vite ; mais j'ai bon espoir
Et le champ électrique ? (mais cela ne devait pas te poser de difficulté)
Merciii.. Ben mon autre exo c'est aussi sur les interactions et mouvements mais a l'echelle planétaire avec un satellite ..
Pour la question du champs electrique il ne fallait pas faire cette question.. et je ne crois pas que j'aurais su y repondre.. ! Dsl xD
Je vais creer une nouvelle page avec mon exo et ca s'apellera interaction et mouvement 2!
Encore merci bcp Coll
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