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Champ électrostatique
Bonjour,
J'ai un DM de physique à faire pour les vacances, et cet exercice en particulier me pose des problèmes et du coup je bloque, car je ne sais pas comment le résoudre:
L'énoncé:
Soit un champ (vecteur)E uniforme horizontal, vers la droite d'une valeur de 2N.C-1. On y place un proton (de charge q =+e = 1.6*10-19C) et un éléctron de charge -e.
Représenter sur un schéma les 2 particules, le champ électrostatique, et les forces s'exerçant sur les particules (utiliser des couleurs). Calculer la valeur de ces forces (rappel: la valeur d'une force est toujours positive)
Pour le schéma, je pensais en faire 2 (un avec le proton et l'autre avec l'électron), mais en fait je ne pense pas que ce soit bon...
Et pour le calcul des forces, je bloque parce que on la valeur de q (=des charges du proton et de l'électron), mais pas de la force (vu que c'est ce que l'on cherche), sauf que dans 2N.C-1, on a 2N qui est inconnu mais vu que E=N.C-1, on se retrouve avec deux inconnues(?)
Je m'excuse si ce que je dis est très confus, j'essaye des raisonnements mais ils ne fonctionnent pas (à mon avis). Donc merci beaucoup pour votre aide 
Je fournis aussi un schéma qui est avec l'énoncé en attachement (photo)
Bonjour.
On a et tu connais l'orientation et la norme de
. Il n'y a plus qu'à faire le calcul et faire attention au sens du vecteur force qui sera donné par le signe de la charge de la particule considérée.
Ceci étant dit si on place l'électron et le proton dans ce même champs il faudrait aussi connaitre la distance entre les deux particules afin de calculer la force électrostatique qu'exerce l'électron sur le proton (ou inversement). Dans ce cas il faudra faire la somme vectoriel des deux forces (celle provoquée par le champ uniforme et celle provoquée par la présence de l'autre particule).
Bonjour, merci pour votre réponse.
Du coup avec F=q*E , la force du proton (par exemple) serait de:
F = 1.6*10-19 x 2?
Si le proton est placé seul dans le champs électrostatique uniforme alors oui.
Mais surtout dans ce cas le vecteur force est orienté dans le sens de .
Attention n'oublie pas l'unité en N.
Cependant si l'électron est aussi placé dans ce même champs uniforme il faut aussi tenir compte de l'existence de l'électron car il va aussi exercé une force électrostatique sur le proton mais il faudrait connaitre la distance entre les deux porteurs de charges dans ce cas.
Après réflexion, je pense que les résultats que je trouve sont faux car je trouve -3.2*10-19 pour la force de l'électron. Or il est noté dans l'énoncé que la valeur d'une force est toujours positive... Qu'en pensez-vous?
Ceci étant dit si on place l'électron et le proton dans ce même champs il faudrait aussi connaitre la distance entre les deux particules afin de calculer la force électrostatique qu'exerce l'électron sur le proton (ou inversement). Dans ce cas il faudra faire la somme vectoriel des deux forces (celle provoquée par le champ uniforme et celle provoquée par la présence de l'autre particule).
Mais vu que l'énoncé ne demande pas cela, ce calcul est-il utile par rapport à la consigne donnée par l'exercice?
En ce qui concerne le schéma, je pensais de placer l'électron autour du proton vu qu'un électron tourne autour de ce dernier(?)
Nos messages sont arrivés en même temps.
Cependant si l'électron est aussi placé dans ce même champs uniforme il faut aussi tenir compte de l'existence de l'électron car il va aussi exercé une force électrostatique sur le proton mais il faudrait connaitre la distance entre les deux porteurs de charges dans ce cas.
Ah d'accord je vois, donc cela signifie qu'il faut utiliser la formule de l'interaction électrostatique? Le problème est en effet qu'il manque la distance entre le proton et l'electron. Il n'y a pas un moyen de trouver cette distance (par une équation ou autrement)?
Or il est noté dans l'énoncé que la valeur d'une force est toujours positive
En effet. C'est pourquoi il ne faut pas confondre force qui est une norme (distance) donc toujours positive et vecteur force qui donne l'orientation de la force.
Il n'y a pas un moyen de trouver cette distance (par une équation ou autrement)?
Non, c'est un degré de liberté et sans autres informations impossible de trancher.
L'énoncé est bien complet ? Faut-il considérer deux cas : Un avec le proton et un autre avec l'électron ?
A moins que quelque chose m'échappe ...
En effet. C'est pourquoi il ne faut pas confondre force qui est une norme (distance) donc toujours positive et vecteur force qui donne l'orientation de la force.
Donc du coup, par rapport à l'exercice, la force serait de 2N.C-1 x q? Et ce résultat serait donc la norme?
Et le vecteur force serait alors de 2N.C-1 ?
Mais il n'est pas précisé s'il faut considérer 2 cas. Il est juste écrit "Calculer la valeur de ces forces"
Pour le graphique le champs est bien horizontal et pointe vers la droite, ce n'est pas un champs crée par une particule ponctuelle (on est plutôt entre deux armatures d'un condensateur). Ensuite dans ce champs tu places ton proton ou ton électron.
Donc du coup, par rapport à l'exercice, la force serait de 2N.C-1 x q? Et ce résultat serait donc la norme?
En effet.
Et le vecteur force serait alors de 2N.C-1 ?
Non. Le vecteur force aura une norme de 2xq N comme tu l'as indiqué mais il faut maintenant que tu saches comment va s'orienter le vecteur. Vers la droite ou vers la gauche ?
Pour moi, le vecteur s'oriente vers la droite, vu que le champ E uniforme horizontal pointe vers la droite.
Donc pour calculer la force du proton, je fais: 2N.C-1 x 1.6*10-19, c'est ça ? Et pour celle de l'électron c'est 2N.C-1 x -1.6*10-19
Oui donc ça va bien vers la droite pour le proton car sa charge est positive.
Mais pour l'électron de charge négative le vecteur force est dans le sens opposé au champs électrostatique.
Je suis désolé, je ne comprends pas comment faire le schéma et calculer les forces, je n'y arrive pas. J'ai l'impression de tourner en rond et surtout que plein de choses m'échappent. Pourriez-vous me faire une synthèse de tout ce que m'avez expliqué?
.
Donc est situé sur la même droite que
.
Mais en regardant la charge q on va avoir un signe qui donne le sens du vecteur ( ici à droite ou à gauche). Si tu prends le proton la charge q est positive donc le vecteur force pour le proton est bien dans le même sens que , c'est à dire à droite.
Avec l'électron de charge -e tu vois que . Donc le vecteur force est opposé à
, c'est à dire là le vecteur va à gauche.
Ensuite quelle sera leur longeur ? Et bien comme tu l'a écrit : 2X1.6*10-19 N.
Bonsoir,
Merci pour la synthèse, je comprends mieux. Du coup, je reprends le résultat que j'ai trouvé avant : 2X1.6*10-19 N = 3.2*10-19 N. Donc, si j'ai bien compris, cette valeur est la force exercée sur le proton et l'électron ?
Je vais utiliser vos données pour dresser mon schéma
Donc, si j'ai bien compris, cette valeur est la force exercée sur le proton et l'électron ?
Oui si on considère l'électron et le proton à part dans ce champs électrostatique.
La seule différence sera donc le sens du vecteur.
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