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dm

Posté par barbara (invité) 03-11-07 à 10:11

Bonjour , j'ai eu un exercice sur les interactions dan une molécule mais je n'arrive pas à tout trouver.

La molécule de bromure d'hyrogène ( HBr) est polarisée.L'atome de brome attirant plus fortement les électrons de valence que l'atome d'hydrogène , tout s passe comme si l'atome d brome possédait une charge -g centrée sur son noyau et l'atome d'hydrogène une charge +g centrée sur son noyau. Si d est la distance entre les deux noyaux , le produit p= q . d est appelé moment dipolaire de la molécule . Le moment dipolaire peut etre mesurée ainsi que la disance d entre les noyaux  : p= 2.63 . 10-30 C .m ; d= 110 pm

1.Etude de la molécule
a. Déterminer les caractéristiques des forces électriques d'interaction entre ces deux charges
b. Comparer ces forces aux forces gravitationnelles d'interaction entre les deux noyaux des atomes de cette molécule
c.Quelle est la nature de la force qui maintient la cohésion de la molécule
2.Etude de la cohésion du noyau de l'atome de brome
a.Quelles sont les différentes interactions existant entrent les nucléons ?
b.Le rayon du noyau de l'atome de brome est de l'ordre de 5.7 fm. Quelles sont les caratéristiques des forces d'interaction entre les deux protons situés à 5.7 fm ? Comparer leur valeurs avec celle de la force qui s'excrce entre les charges q et -q.
c. Quelle est l'interactiion qui permet d'expliquer la cohésion du noyau
Données : e=1.6.10-19 C ; k=9. 109 SI ; g= 6.67 . 10-11 SI ; mH= 1.67 . 10-27 kg ; mBr = 1.34 . 10-26 kg


1.a je pense que c'es la loi de coulomb mai on a pas les charges q . Comment on fait?
b . On calcule la force gravitationnelle car la on a les masses
et apres je trouve pas
Aidez moi !
Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 11:51

Bonjour,

On te donne le moment dipolaire, produit de la charge "fictive" ("tout se passe comme si" dit l'énoncé) de chaque noyau par la distance entre les noyaux. On te donne aussi la distance entre les noyaux.

Tu as donc tout ce qu'il te faut pour calculer la force électrique d'interaction entre ces deux charges. D'accord ?

Posté par barbara (invité)re : dm 03-11-07 à 11:52

la charge sera donc la meme pour les deux atomes c'st ca?


merci:d

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 11:53

L'énoncé te dit qu'un noyau a la charge -q et l'autre la charge +q

Posté par barbara (invité)re : dm 03-11-07 à 11:54

okk merci
sinon peux tu maider pour le 2 car je comprends pas très bien s'il te plait

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 11:55

J'aimerais voir tes résultats pour la question 1 d'abord.

Posté par barbara (invité)re : dm 03-11-07 à 12:03

donc au premier , je trouve deja q=2.39 . 10 -20 C donc
loi de coulomb je rouve comme valeur de la force = 4.67 . 10-20 N
1.b j'ai calculé la force gravitationnelle et j'ai trouvé  1.35 . 10-35 N
dc ces forces sont répulsives puisque les charges sont de meme signe pour les protons dc le noyau n'est pas stable -> est ce que c'est bon ce que je viens de dire?
1.c la nature de la force qui maintient la cohésion de la molécule est une force attractive entre nucléons : la force nucléaire   ( ca par contre je suis moins sure )

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 12:12

D'accord pour la charge commune q = 2,39.10-20 C

Mais je ne trouve pas comme toi, ni pour la force d'interaction électrostatique ni pour la force d'interaction gravitationnelle. Peux-tu détailler tes calculs ?

Posté par barbara (invité)re : dm 03-11-07 à 12:22

j'ai oublié de mettre la distance au carré
dc pour la loi de coulomb je trouve : 4.24 . 10 -10 N
et pour la force gravitationnelle : 1.23 .10-43 N


pardon

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 12:29

Maintenant nous sommes d'accord. (Tu vois l'intérêt de poster les résultats)

Ces forces sont-elles attractives, répulsives ? Tu peux maintenant répondre aux questions 1b et 1c

Posté par barbara (invité)re : dm 03-11-07 à 12:31

répulsives car les charges sont de mm signe , le noyau n'est pas stable

et pour la 1.C je crois que c ue force attractives entre les nucléons , force nucléaire mais ca je suis pas sure du tou :s

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 12:35



La question 1 (1a, 1b et 1c) ne s'occupe que de l'étude de la molécule

On ne parle pas encore de stabilité du noyau ni de force nucléaire.

On te donne les charges +q et -q : sont-elles vraiment de même signe ?

Posté par barbara (invité)re : dm 03-11-07 à 12:37

ahh non : elle sont attractives  ... désolé !
mais la force c'est la force électrostatique alors non?

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 13:21

Oui, deux forces attractives, la force électrostatique étant environ 3.1033 fois (valeur énorme !) plus forte que la force gravitationnelle.

Donc, la cohésion de la molécule est assurée par la force électrostatique (interaction électromagnétique).

Maintenant dans la deuxième question on passe à l'étude du noyau
Que dis-tu pour 2a et 2c (l'énoncé n'est pas très rigoureux) ?

Posté par barbara (invité)re : dm 03-11-07 à 13:26

alors pour le 2.a je pense quil ya l'interaction graviationnelle et l'interaction électromagnétique
2.b les caractéristiques il fait calculer encore la loi de coulomb et la froce gravitationnelle mais la avc une diance de 5.7 fm c'est ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 03-11-07 à 13:56

2a Il en manque une (c'est pour cela que j'ai dit que l'énoncé est bizarrement rédigé) ; on en reparlera à la question 2c

2b Oui, il faut faire les deux calculs que tu indiques. Attention : avec les données pour deux protons ; quelle est la masse d'un proton ? quelle est la charge d'un proton ? Oui, pour une distance de 5,7 fm

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 10:38

On se retrouve .
En effet , pour la 2b. , faut-il de nouveau calculer la valeur de l'inetraction gravitationelle PUIS la valeur de l'interaction forte. Et , ensuite comparer ces valeurs à celles trouver en 1a et 1b ? Nous avons donc 4 valeurs à comparer ?
Ou faut-il juste utilisr la Loi de Columb et comparer avec la 1a. ?

Pour la 2b. , j'ai trouvé une valeur de 0.16N pour l'intéraction electro-magnétique. Elle est donc largement supérieure à celle trouvée à la question 1a.

Autre question , pour calculer la valeur d'une interaction electro-magnétique , on utilise la Loi de Columb. Mais existe-il une formule pour calculer la valeur de l'intéraction forte ?    Un peu pomé ...
Merci de ton aide Coll .

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 10:40

Et j'ajouterai également que pour les caractéristiques , il faut non seulement préciser la valeur , mais également précisée qu'elles sont répulsives non ?

Pour la 2c , je pense que c'est l'interaction forte qui permet la cohésion du noyau , ayant une valeur plus importante que l'intéraction éléctro-magnétique s'exerçant entre les les protons.

Antoine.

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 10:53

Je viens de m'y penser un peu plus près. Je ne pense pas qu'il faut calculer l'interaction gravitationelle pour la 2b. L'interaction electro magnétique suffit. En effet , il n'est donné nul part dans l'énoncé la masse d'un proton. Et même si il est possible de la trouver après des recherches personelles , connaissant la prof , elle l'aurait préciser dans l'énoncé si cela était nécessaire. Je pense qu'il suffit donc de calculer la valeur de l'intéraction electro magnétique. Qu'en penses tu Coll?

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 11:06

Donc voilà , après rectification , mes résultats trouvés au 2).
2) a/ L'interaction gravitationelle (négligeable)
      L'interaction electro-magnétique (négligeable comparée à l'interaction forte)
      L'intéraction forte qui assure la cohésion du noyau.

b/ F= 7N  (valeur de la force electro magnétique entre 2 protons situés à 5.7Fm)
Comparaison avec 1a : 7/4.3X10^-19 = 1.6X10^9.
La valeur de l'interaction electro magnétique est donc beaucoup plus importante entre 2 protons , qu'entre 2 charges -q et q.

(Peut-on déduire quelque chose de ça , ou faut-il juste préciser qu'il y en a une beaucoup plus importante que l'autre?).
J'ai négligé le calcul de la force gravitationelle.

c/ L'interaction forte permet la cohésion du noyau


Pensez vous que j'ai bon ?

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 04-11-07 à 11:13

barbara et goluche ce "sont" une seule et même personne ?

2a :
. interaction gravitationnelle, attractive
. interaction électromagnétique, répulsive
. interaction forte, attractive

2b :
oui, selon moi il faut calculer ce que l'on sait calculer, c'est-à-dire les forces résultant de l'interaction gravitationnelle et de l'interaction électromagnétique

Je ne trouve pas 0,16 N pour la force d'interaction électromagnétique entre deux protons distants de 5,7 fm
Comment as-tu fait ?

La masse d'un proton vaut 1,673.10-27 kg ; que vaut la force d'attraction gravitationnelle entre deux protons distants de 5,7 fm ?

On sait calculer la force résultant de l'interaction forte ; mais tu n'as pas les éléments pour cela.

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 11:57

Barbara et Goluche ne sont évident pas la même personne mais sont dans la même classe . & Goluche est de sexe Masculin .
Bien , je suis d'accord pour la 2a.
Pour la 2b. , j'ai trouvé 7N , j'avais oublié d'utiliser la charge d'un proton (1.6.10-19C) , tu as trouvé ça ?
J'ai ensuite comparé avec le résultat trouvé à la 1a. , et j'ai conclu que cette dernière (7N) était beaucoup plus importante.
Je n'ai pas encore effectué le calcul , mais une fois qu'on a la valeur de la force d'attraction gravitationelle , que pourra-t-on conclure ? Ce que j'ai du mal à comprendre , c'est qu'on effectue des calcul de force electro magnétique et force gravitationelle , alors que la réponse 2c. est la force forte ...

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 12:00

Je me suis aussi demandé pour la 1a , les caractéristiques , il ne faut préciser que la valeur ? Sens , direction , point d'application ne sont pas nécessaires ? (Je pense que Barbara dort )

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 04-11-07 à 12:11

J'ai déjà écrit que cet énoncé est assez étrange. Je ne commenterai pas davantage.

Pour 1a : oui, c'est une excellente habitude de bien caractériser chaque force ainsi. Il est vrai que dans le forum on cède parfois à la rapidité qui est de ne donner que l'intensité.

2b : le calcul de l'interaction gravitationnelle te montrera qu'en aucun cas ce ne peut être cette force attractive qui est capable d'assurer la cohésion du noyau étant donné l'intensité des forces répulsives coulombiennes.
Cette démarche reproduit la démarche historique : ayant fait ces calculs les grands savants du XXème siècle se sont dit : il faut donc trouver une nouvelle force et qui soit beaucoup plus forte que la force de l'interaction électromagnétique. C'est ainsi qu'ils ont introduit la force forte (ce que tu feras avec la question 2c)

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 12:13

La force d'attraction gravitationelle entre 2 protons situés à 5.7fm vaut 5.74.10-36
De plus , la force d'attraction electro-magnétique vaut 7N

Si ces résultats sont bons , je conclue quoi de tout ça ? Qui pourrait aboutir à une déduction de la cohésion du noyau pour la 2c ?

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 12:15

Ah d'accord , merci Coll , j'y vois un peu plus clair. Une dernière chose me tracasse , la force d'attraction electro-magnétique , vaut-elle bien 7N ? Si oui , il me semble que ce résultat ne montre pas qu'il existe une interaction encore plus forte ... En effet , avec l'interaction gravitationelle , on tombe dans des puissance à -30 mais si le résultat me semble "plausible" , non ?

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 12:16

ici , le résultat trouvé pour l'interaction electro magnétique de 7N me semble plausible non* ?

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 04-11-07 à 12:20



La force d'interaction gravitationnelle est attractive et ne vaut que 5,74.10-36 N (n'oulbie pas l'unité, sinon le résultat n'a aucune valeur)
La force d'interaction électromagnétique entre deux protons est répulsive et vaut bien 7,1 N

La répulsion est 1036 fois plus forte que l'attraction ! Il faut bien une force beaucoup plus forte que celle qui existe entre les protons pour les "tenir" tous ensemble dans un noyau, non ?

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 12:24

Ahhhhh tout se situe autour de l'attraction et de la répulsion !
Merci ! Je viens de comprendre ...
Bien je peux donc conclure qu'il existe une intéraction forte.
En tout cas , merci pour tout Coll , pour les réponses sur mon autre post , pour les réponses sur ce post (qui ne m'appartient même pas ^^. Barbara a du abandonné). Ca fait plaisir de compter sur une aide extérieure comme ça . Et puis le pricipal c'est que j'ai compris la démarche. Bonne continuation !  (Un dernier exercice sur le mouvement m'attend ).

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 04-11-07 à 12:27

Ceci est bien la preuve qu'en considérant des forces, il ne faut pas considérer que leur intensité mais aussi leurs autres caractéristiques, point d'application, direction et ici, sens !

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 13:05

Une dernière chose , pour vérifier mes caractéristiques .
Caractéristiques 1a. : Sens : H vers Br et Br vers H (attraction)
                       Direction : horozontale
                       Valeur : 4.28.10-10 N
                       Point d'application : le centre du noyau de chaque  atome


Caractéristiques 2b. : Sens: Proton A vers proton B & inversement
                       Direction : Horizontale (je ne suis pas sur)
                       Valeur : 7.1N
                       Point d'application : le "centre" de chaque proton

Tu en penses quoi?          
                        

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 04-11-07 à 13:45

1a :
je trouve 4,25.10-10 N mais c'est un détail
direction : la droite qui joint les centres des noyaux
sens : force attractive, pour chaque noyau la force tend à rapprocher ce noyau de l'autre noyau

2b :
direction : la droite qui joint les deux protons
sens : force répulsive, pour chaque proton la force tend à éloigner ce proton de l'autre

Par exemple...

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 13:53

Merci bien .
Et pour le point d'application ? 1a. le centre de chaque noyau ?
2b. le centre de chaque proton?

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 04-11-07 à 13:58

Tout à fait !

Elle sera contente barbara quand elle se réveillera !

Posté par goluche (invité)re : dm 04-11-07 à 14:21

J'ai déjà été content de trouver son topic après de multiples recherches sur internet .
J'ai l'impression que tu restes sceptique sur mon identité mais Barbara est réellement une autre personne . Il n'y a qu'à voir dans la manière de s'exprimer de ces précédents topics par exemple. Et puis un IP différent .
Enfin bref , devoir terminé , merci pour tout. A bientôt ;=)

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 04-11-07 à 14:26

Je t'ai cru ; je fais toujours confiance a priori.

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

Posté par barbara (invité)re : dm 05-11-07 à 08:32

merci beaucoup =)

Posté par
Coll Moderateur
re : dm 05-11-07 à 09:22

Bonjour barbara
Nous avons bien travaillé avec goluche, n'est-ce pas ?
Mais que cela ne t'empêche pas de poser des questions s'il t'en reste.

Je t'en prie et à bientôt.



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