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Calcul d'une vitesse d'électrons

Posté par
omaka008
07-03-15 à 10:46

Bonjour, voilà j'ai un exercice à faire en physique mais je ne comprends pas une question.

Voici une partie du sujet :

Les électrons pénètrent dans le vide avec une vitesse horizontale v0 de valeur 3.00 * 104 km.s-1 à l'intérieur d'un condensateur plan de longueur L = 15 cm dans lequel règne un champ électrique E uniforme de valeur E = 5 kV.m-1

1) Etablir les équations horaires x(t) et y(t) du mouvement d'un électron dans le condensateur

Là j'ai trouvé x(t) = v0.t
y(t) = (eE/2m).t2

2) En déduire l'équation de la trajectoire y(x) de l'électron dans le condensateur

J'ai trouvé y(x) = (eE/(2m.v02)).x2

3) Déterminer la vitesse de l'électron lors de sa sortie du condensateur et le décalage sur y du point de sortie du condensateur

Là je bloque.

Merci de m'aider

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 10:59

Salut !

Dans un exercice de mécanique, je te proposerais de commencer par un schéma de la situation;

Calcul d\'une vitesse d\'électrons

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 11:05

Le système est l'électron de masse m (négligeable) et de charge élémentaire e
Le référentiel est le laboratoire, RTSG

Bilan des forces :
- le poids de l'électron, qu'on va négliger
- la force électrique exercice par l'armature du condensateur sur l'électron : \vec{F}=-e \vec{E}

D'après la deuxième loi de Newton :
\vec{F}=m \vec{a} \Leftrightarrow m \dfrac{d \vec{v}}{dt} = -e \vec{E}

puis ensuite tu peux projeter ta relation et l'intégrer pour obtenir l'équation de la trajectoire

Posté par
omaka008
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 11:52

Mes équations actuelles sont-elles donc fausses pour le moment?

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 13:50

Alors,

Calcul d\'une vitesse d\'électrons

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 13:51

Et donc :

Calcul d\'une vitesse d\'électrons

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 13:53

La seule différence avec toi, c'est qu'il est possible de trouver l'expression du champ E en fonction de la différence de potentiel.

Mais TES équations me vont parfaitement


Que proposes-tu pour la dernière question ?

Posté par
omaka008
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 14:37

Je n'en ai pas la moindre idée.
J'ai essayé de résoudre x(t) = 15 ou y(t) = 15 pour trouver le temps pour lequel l'électron arrive au bout mais je retrouve ensuite v... je suis un peu perdu..

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 14:45

Tu reprends l'équation du mouvement y(x).

Si tu calcules la valeur du décalage en L donc y(L), tu réponds déjà à une première partie de la question non ?

Posté par
omaka008
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 14:59

Oui je suis d'accord je trouve le décalage du point y non?
Mais pour la vitesse je reste coincé..
Et merci pour votre aide en tout cas

Posté par
omaka008
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 15:05

,Et aussi en calculant y(L) je trouve 7,3 * 10-1 m.s-1 ce qui me semble très improbable..

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 16:37

y(L) est la déviation attention

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 16:41

Ensuite,

soit T la durée mise pour parcourir la distance x = L

alors avec ta première équation : x(T) = L = Vo.T <=> T = L/Vo = ....

Mais par définition du vecteur vitesse : v = (dx/dt ; dy/dt)

donc

x'(t) = Vo
y'(t) = e.E/m.t

donc
x'(T) = Vo = constante
y'(T) = e.E/m.T = e.E/m.L/Vo = ...

Posté par
omaka008
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 18:52

Ah oui j'ai mal lu! merci mais donc mon résultat de la déviation est-il correct j'ai peur de ne pas avoir effectué les bonnes conversions?
Et d'accord merci beaucoup j'ai compris pour la vitesse maintenant.

Posté par
omaka008
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 19:04

Et en vitesse je trouve seulement 4*103 km.s-1 ...

Posté par
gbm Webmaster
re : Calcul d'une vitesse d'électrons 07-03-15 à 19:18

Je te fais confiance pour les applications numériques, c'est la méthode comprise qui m'intéresse



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