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Champ électrique, pendule simple

Posté par
pliut3
18-02-17 à 19:29

Bonsoir, j'ai un exercice à faire mais je ne sais pas si mes réponses sont correctes. Pouvez-vous m'aider svp?

On place le dispositif (pendule composé d'une bille de plomb de masse m= 50g) entre deux plaques d'un condensateur chargé de telle manière que Vp= + 300 V et Vn= - 300 V et donc Upn= 600 V.

On charge alors la bille en électricité statique. Sa chargé notée Q sera égale à + 2,50 C.

1) Sachant que le champ E entre les deux plaques est de 300 V/m, déterminer la distance D séparant ces deux plaques.
2) Calculer la force électrique Fe que subit la bille chargée entre ces deux plaques.
3) Comparer cette force au poids de la  bille. Conclure.
4) Déterminer l'expression du travail de la force électrique en fonction de d (la distance entre A et B), Q et E lorsque la bille va de A à B.
(On considèrera que l'altitude de A et celle de B restent strictement identiques malgré le champ électrique E: h= 5,0 cm)
5) Déterminer l'expression de la variation de l'énergie potentielle électrique de la bille lors de son trajet de A vers B en fonction de Q, VA et VB.
6) En déduire l'expression de la distance d séparant A de B, puis calculer d. On donne VA= - 400 V et VB= + 400 V.
7) Donner l'expression, simplifiée au maximum, de l'énergie mécanique de la bille en B en fonction de m, g, zB, Q et VB (potentiel électrique du point B).

Mes réponses:
1) d= Upn/ E = 600/300= 2 m
2) Fe= q * E= 2,50*10^-6*300= 7,5*10^-4 N
3) P = m*g = 50*10^-3 * 9,8 = 0,49. Le poids est supérieur à la force électrique..
Je ne sais pas si c'est correct..
4) WAB(Fe)= q*E*d
5) Epélect= q*(VB-VA)
6)  d= (VB-VA)/E = 800/300 2,7
7) Em = Ep + Ec = 1/2 m v² + q*UAB.. je ne sais pas comment faire ici..

Merci

Posté par
pliut3
re : Champ électrique, pendule simple 18-02-17 à 21:44

s'il vous plait?

Posté par
J-P
re : Champ électrique, pendule simple 19-02-17 à 10:10

Où est le dessin qui accompagne l'énoncé ?

Difficile de deviner ce que sont A et B
...


Posté par
pliut3
re : Champ électrique, pendule simple 19-02-17 à 11:52

Le voici:

Champ électrique, pendule simple

Posté par
pliut3
re : Champ électrique, pendule simple 19-02-17 à 14:43

quelqu'un peut m'aider svp?

Posté par
picard
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 16:37

Bonjour.

Citation :
1) d= Upn/ E = 600/300= 2 m
2) Fe= q * E= 2,50*10^-6*300= 7,5*10^-4 N
Très bien, rien à dire, ou presque...Il faut respecter les notations de l'énoncé, la charge est notée Q et non q !

Citation :
3) P = m*g = 50*10^-3 * 9,8 = 0,49 N.
Attention, l'oubli de l'unité d'un résultat numérique est toujours sanctionné.

Citation :
Le poids est supérieur à la force électrique..
Oui, mais, en physique, quand on demande de comparer deux grandeurs, il faut calculer le rapport de ces grandeurs (P / Fe ou l'inverse).

Citation :
4) WAB(Fe)= q*E*d
Attention au signe ! Le travail de \vec{F_e} est-il moteur ou résistant ? Pour le justifier, représentez sur un schéma la force \vec{F_e} et le déplacement \vec{AB}.

Citation :
5) Epélect= q*(VB-VA)
Oui, très bien.

Citation :
6)  d= (VB-VA)/E = 800/300   2,7 m
No comment (et de deux) !!!

Citation :
7) Em = Ep + Ec = 1/2 m v² + q*UAB.. je ne sais pas comment faire ici..
Trois choses à revoir...
     -Il ne faut pas oublier l'énergie potentielle de pesanteur ; cet exercice semble être un prolongement de celui que vous avez proposé dans le topic "période, pendule simple", si c'est le cas, reprenez les mêmes conventions (origine des altitudes, état de référence pour Ep pesanteur).

      -L'énergie potentielle électrique en B est Epe(B) = Q VB ; la quantité Q (VA - VB) représente le travail de la force électrique lors du déplacement de A à B.

      -Concernant l'énergie cinétique, A et B semblent être les points d'élongation maximale (à vérifier dans l'énoncé); si c'est le cas, que vaut la vitesse en A ou en B ?

A plus.

Posté par
pliut3
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 17:26

Merci pour vos réponses.

3)  Fe/P = 7,5*10^-4/ 0,49 1,5*10^-3
On peut donc en conclure que la force électrique est négligeable par rapport au poids de la bille.

7) Est ce possible d'écrire: Em = Epp + Epe(B) + Ec ?
En A ou B, la vitesse est nulle, donc Ec = 0 J, donc Em = m g zB + q*VB.

Est ce correct svp?

Posté par
pliut3
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 17:32

Ah j'ai oublié la question 4:

Le travail est résistant car les vecteurs Fe et AB sont colinéaires mais de sens contraire donc:

W(AB)(Fe)= -q*E*d

Posté par
picard
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 17:33

Oui, ça me paraît très bien !

Posté par
picard
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 17:34

Je n'avais pas vu votre réponse (rectifiée) pour la question 4)...

Posté par
pliut3
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 17:37

Merci !!

Posté par
picard
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 17:54

Je vous en prie.

A une prochaine fois peut-être !

Posté par
pliut3
re : Champ électrique, pendule simple 20-02-17 à 18:57



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