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Electroscope
Bonjour
Voilà j'essaie de préparer les écrits du CAPES Physique-chime pour l'année prochaine. Mais ayant une licence Chimie j'ai énormément de mal en Physique.
Il y a un problème d'électrocinétique que je ne comprend pas.
Voici l'énoncé
Un électroscope est constitué de 2 petites billes de liège de masse m chacune, suspendues à un point fixe par des fils de longueurs L . Elles portent chacune la même charge q .
Déterminer l'angle alfa que font les deux fils avec la verticale quand l'équilibre est atteint.
Les valeurs de q, m et L sont connues.
J'ai un début de correction . J'ai bien compris qu'il fallait faire un bilan des forces , il y en a 3 : P (mg) F (force électrostatique (k*q^2)/d^2) .Mais ce qui me pose problème c'est l'expression de la tension des fils.
Dans la correction il est écrit somme F=0 puis F/P= tan(alfa)
Et je ne vois vraiment pas d'où vient cette tangente
Je pense qu'elle vient de l'expression de la tension des fils
Mais quelle est cette expression?????
Voilà aidez moi je suis PERDU.
Cordialement
Bonsoir,
Voir schéma...
D'une part, T et la force qui lui est opposée (projection du poids) s'annulent.
D'autre part, F et P tan
s'annulent ==> F = P tan
Sur le schéma, il est facile de voir que la projection de P sur la direction de F est égale à P tan.
Bonsoir
Tout d'abord merci d'avoir pris le temps de me répondre.
Cependant je me pose encore d'autres questions. Ce sont peut être des questions bêtes mais je crois que j'ai vraiment oublié la base de la physique.
-pourquoi est ce qu'il faut faire la projection du poid?
-Pourquoi F et P*tan(alfa) s'annulent (car ils sont de sens opposes?)
-Je ne vois pas comment vous faites pour tracer la projection de P sur la direction F .Pour la valeur cest bon .
Je sais que ce sont surement des notions de mathématiques sur les vecteurs mais jai oubliè comment est ce que lon fait. Donc si vous pouviez m'expliquer ou si vous aviez un site à me conseiller sur ces notions.
Merci
Bonjour
Je voulais aussi savoir si les 3 forces que vous avez tracé sont de même intensité ou c'est juste un hasard que vous les aviez tracé de même longueur?
La tension du fil est opposée à la projection du poids (donc même longueur) donc la somme est nulle.
Il en est de même pour et
(pas sur le schéma
) .
pourquoi est-ce qu'il faut faire la projection du poids?
On a 3 forces : la tension du fil T, le poids P, la force électrostatique F.
Si on est à l'équilibre, la somme vectorielle des 3 forces est nulle.
Il est plus facile de décomposer les forces en deux ou trois (voire plus).
Le plus simple, ici, est de décomposer le poids en 2 vecteurs, un sur la direction du fil et l'autre sur la direction de la force électrostatique F (horizontale). Ceci permet d'additionner les vecteurs 2 à 2, c'est plus simple que d'additionner 3 vecteurs ayant des directions différentes. Les forces sont opposées 2 à 2 et s'annulent.
Pour décomposer P en 2 vecteurs, on utilise la règle d'addition des vecteurs (règle dite "du parallélogramme"). On construit un parallélogramme sur la direction de T et la direction de F dont le poids P est une diagonale.
Pourquoi F et P*tan(alfa) s'annulent (car ils sont de sens opposes?)
Ils sont de sens opposés effectivement et il ont la même norme puisque la somme vectorielle des 3 forces doit être nulle (puisqu'on est à l'équilibre).
Une autre petite question , lorsque l'on passe de la somme vectorielle a la norme des vecteurs les signes "disparaissent" ?
Attention, une somme vectorielle n'est pas égale à la somme des normes des vecteurs dans le cas général .
Il y a un seul cas où la somme vectorielle est égale à la somme des normes des vecteurs : c'est dans le cas des vecteurs colinéaires de même sens.
Dans le cas , les vecteurs
et
sont colinéaires mais de sens opposé, donc :
ou :
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