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Electrostatique

Posté par
noemiechz
22-06-18 à 19:45

Bonjour à tous, je rencontre un problème dans la résolution d'un exercice. En voici l'énoncé :

"Deux charges électriques de 1 C et de 4 C sont distantes de 1 m. A quelle distance de la charge de 1 C a-t-on un champ électrique nul"

La bonne réponse donnée est 1/3m


Je ne suis pas parvenue à résoudre l'exercice car je n'ai jamais été confronté à ce type d'exercice.
Par ailleurs, je connais mes formules :
F= q/E
La loi de coulomb indique la force de l'interaction entre 2 particules soit : F=1/k x qq'/r2
k : la constante égale à 9.109 Nm2C-2
q et q' : les charges
r : la distance séparant les deux charges

Je vous remercie par avance de l'aide que vous m'apporterez.

Posté par
azerty4
re : Electrostatique 22-06-18 à 21:20

Bonjour

Voici un petit schéma qui résume la situation
La valeur du champ électrostatique est exprimé  F = k * (q/d²)

On cherche la distance à q1 (notée x) pour avoir un champ éléctrostatique nul, c'est à dire que les champs exercés par q1 (1C) et par q2 (4C) s'annulent (se compensent)

\vec E_1 + \vec E_2 = \vec 0

On projette selon l'axe des x en faisant attention au signe + ou -
A la distance x inconnue , on a \frac{k* q_1}{ x²} - \frac{k* q_2}{ (1-x)²} = 0
ce qui revient à \frac{ q_1}{ x²} = \frac{4 * q_1}{ (1-x)²} (simplification par k et on peut poser q2 = 4q1)
On simplifie ensuite par q1 et en travaillant les fractions on arrive = résoudre
\frac{-3x² - 2x + 1}{4} = 0 ce qui revient à résoudre
{-3x² - 2x + 1} = 0 (discriminant, on trouve 2 racines : -1m et 1/3m, ce qui est cohérent )

En espérant t'avoir aidé !


Bonne soirée

Electrostatique

Posté par
azerty4
re : Electrostatique 23-06-18 à 10:20

J'ai fait une petite erreur sur le schéma : ce qui nous intéresse c'est le champ Electrique E (et pas la force F comme j'ai écris)

Les formules sont bien  E = \frac{k *q_1}{d²} et \vec F = q_2 * \vec E

Bon courage !

Posté par
noemiechz
re : Electrostatique 23-06-18 à 11:28

Merci infiniment azerty, vos explications sont très claires.

Une petite question concernant les signes :
On a E1 + E2 = 0 F1 + F2 = 0
Dans votre raisonnement, on a F1 - F2 = 0 et en regardant le schéma on aurait plutot F2 - F1...
Je ne comprends pas trop comment les signes ont été établi
S'agit t-il du fait que les charges q1 et q2 sont de même signes donc se repoussent?

Posté par
noemiechz
re : Electrostatique 23-06-18 à 13:40

Bonjour, azery, après réflexion je suis parvenue à répondre moi-même à ma question j'ai juste regardé le schéma autrement : la force F1 va vers la droite (donc positive) et la force F2 vers la gauche (donc négative)

Posté par
azerty4
re : Electrostatique 23-06-18 à 15:11

Bonjour noemiechz

Oui c'est bien ça : selon l'axe des x, le champ E1 est orienté vers la droite (sens des x croissants) donc +E1 et le champ E2 vers la gauche (sens des x décroissants) donc -E2  

Le choix du repère étant arbitraire (je peux prendre l'axe des x de la droite vers la gauche si je le décide) , je peux aussi écrire, +E2 et -E1, le résultat sera identique !

Il faut faire attention (j'ai moi même fais la confusion) car ici on parle du champ et pas de la force

Bonne journée !

Electrostatique

Posté par
noemiechz
re : Electrostatique 23-06-18 à 20:15

Merci beaucoup j'ai bien compris maintenant!



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