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Champ électrique
Salut, j'ai des difficultés sur l'exercice suivant :
Un plan xOy, rapporté à un repère orthonormé (0,i,j) est placé dans un champ électrostatique uniforme dont le vecteur champ E a pour valeur 400V/m et pour direction et sens ceux du vecteur -(i+j). On prend comme référence de potentiel électrostatique celui du point O (Vo = 0V). On considère les points A(5; 0) et B(5; 5), l'unité des longueurs sur les axes étant le cm.
1. Calculer le potentiel Va au point A et le potentiel Vb au point B.
2. On place dans le champ électrostatique une charge q= - 6µC. Calculer le travail effectué par la force électrostatique agissant sur cette charge lorsque celle-ci se déplace de A à B.
3. Une petite sphère métallique (S) de masse m = 1g est suspendue à un fil de masse négligeable. Elle porte une charge électrique q₂ quand on la place dans la région où règne le champ électrostatique, elle s'incline d'un angle ẞ=12° et le déplacement de (S) s'effectue dans le même sens que le vecteur champ électrique. Déterminer la valeur de q₂. On prendra g=10N/kg.
Pourriez vous m'aider s'il vous plaît, merci !
Bonsoir
Connais-tu la relation entre le vecteur champ électrique et la différence de potentiels entre deux points de ce champ. ? C'est un résultat de cours à appliquer ici. En cas de difficulté,pose des questions précises sur ce qui te bloque.
Tu parles de la norme du vecteur champ créé par une charge ponctuelle. C'est hors sujet ici. Cela ne répond pas à la question que je t'ai posée précédemment.
J'ai eu l'occasion il y a quelque temps d'aider un étudiant sur un sujet proche du tien (message du 25-02-25 à 12:41 en particulier) . Cela t'aidera peut-être :
Électrostatique
Merci j'ai vu l'exercice mais c'est un peu différent du mien. Autre expression de E
E=Q/(Eo×S) avec S la surface
Relis bien l'énoncé. Le vecteur champ électrique est connu. Il faut en déduire les potentiels VA et VB sachant que Vo vaut zéro. Cela ressemble beaucoup à l'autre exercice donc je t'ai fourni la référence.
E=Q/(Eo×S) avec S la surface
Avec un
o à la place de Eo cela ressemble plutôt à une application du théorème de Gauss ! Rien à voir avec cet exercice !
Ici, le vecteur champ
Il te faut utiliser la relation entre vecteur champ et potentiel. Au niveau terminale, pour un champ uniforme comme ici, tu dois savoir que la différence de potentiels entre deux points quelconques M et N vérifie la relation suivante :
Tu peux appliquer cela au couple de point{O,A} : cela te donnera VA puisque VO=0 ; puis au couple de points {O,B} pour obtenir VB.
J'espère que tu sais calculer le produit scalaire de deux vecteurs.
La seule relation que j'avais avec les potentiels est W(Fe)=Q(Va-Vb)
Et bien : tu peux l'utiliser ! Soit une charge q ponctuelle se déplaçant d'un point A à un point B dans un champ électrique uniforme, le travail de la force électrique s'écrit effectivement :
Cette formule sera à utiliser à la question 2.
Or, de façon très générale, le travail d'une force constante lors d'un déplacement de A à B s'écrit :
En identifiant, on obtient bien la formule que je t'ai indiquée plusieurs fois et que tu t'obstines à ignorer :
Pour la question 1, comme déjà expliqué, tu peux généraliser la formule précédente au couple de points {O,A} puis {O,B} :
Reste à calculer, pour la question 1, ces deux produits scalaires. Soit tu utilises les composantes des vecteurs en commençant par écrire le vecteur champ sous la forme :
Le schéma ci-dessous pourra peut-être t'aider.
Il te faut déterminer Ex et Ey. Tu connais la norme du vecteur champ électrique et tu connais sa direction et son sens... Tu as déjà utilisé la méthode pour la projection des vecteurs forces.
C'est cela. Facile maintenant de terminer les questions 1 et 2. La question 3 est indépendante et classique. On la trouve traitée sur le net (pendule électrostatique).
Cette question est indépendante des deux premières mais il s'agit a priori du même vecteur champ incliné de 45° par rapport à l'horizontale. La petite boule est en équilibre sous l'action de trois forces : son poids, la force électrique et la tension du fil. La somme des trois vecteurs forces est le vecteur nul à l'équilibre du pendule.
Essaie par toi-même de proposer un schéma. Je verrai cela demain !
On assimile, du point de vue électrostatique, la petite boule à une charge quasi ponctuelle q2. L'énoncé précise que la force possède le sens du vecteur champ : q2>0.
Même si cela n'est pas très habituel au niveau terminale, je considère que le vecteur champ est celui utilisé aux questions 1 et 2, donc un vecteur incliné de 45° par rapport à l'horizontale.
On dit aussi que le déplacement du solide (S) s'effectue dans le même sens que le vecteur champ électrique, comment est-ce possible ?
On dit aussi que le déplacement du solide (S) s'effectue dans le même sens que le vecteur champ électrique, comment est-ce possible ?
Cette phrase est évidemment maladroite car le vecteur force électrique possède un sens et une direction fixes alors que la petite boule subit un déplacement le long d'un cercle. J'ai interprété cette phrase en considérant que le sens du vecteur force
q1 > 0.
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