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exercice compliqué pour moi

Posté par
jonh35
28-10-13 à 02:04

bonjour

voici l'enoncé

un ion positif de masse m et de charge (+2e) pénétre en O entre les armatures horizontales A et B d'un condensateur plan

les deux armatures sont distantes de d et ont une longueur l ;la tension Va -Vb appliquéé entre ces armatures est positive et notée U

l'ion pénètre en O avec une vitesse vect(V0) horizontale (voir shema) le point O est située à une distance d/4 de l'armature A

données:

masse d'un ion m=6,7 x 10 puiss -27 kg
charge  electrique elementaire e=1,6x10 puiss -19 C
U est compris entre 1V et 100V
d=1cm
l=5cm
V0=6x 10 puiss 4 m/s


voici 4 affirmations dire si elle sont vraies ou fausses en justifiant

1)l'ion est dévié vers l'armature A

2)dans ce cas la valeur du poids de l'ion est du meme ordre de grandeur que la valeur de la force electrostatique

3)la trajectoire de l'ion entre les armatures est un arc de cercle

4)pour que l'ion sorte du condensateur il faut et il suffit que U soit strictement inferieure à 5V



et moi ce que j'ai fais

1)faux l'ion est dévié vrs Bcar il va du + vers le - .il est chargé positivement

2) calcul à effectuer

3)faux car la trajectoire depend du champs magnetique donc de la tension U

4) si la valeur du champs magnetique vaut x  il faut des valeurs inferieures à x pour que l'ion sorte du condensateur donc calcul à effectuer


qu'en pensez vous

cordialement

jonathan

exercice compliqué pour moi

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 08:07

Bonjour,

Question 1 : oui, l'ion positif est soumis à deux forces de même sens : vers le bas pour son poids et vers B pour le champ électrique.

Question 2 : peux-tu effectuer le calcul ?

Question 3 : je ne vois nulle part de champ magnétique. Il faut reprendre le raisonnement.

Question 4 : toujours pas de champ magnétique. Peux-tu effectuer le calcul (et donner son détail pour que l'on puisse le comprendre) ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 11:37

pour les questions 1 et 2 c bon mais alors pour le coup la 3 et la 4 je comprends pas et donc je ne vois pas le raisonnement .pouvez vous me donnez un peu d'aide pas la réponse mais juste un peu d'aide.

merci d'avance.

cordialement.

Jonathan

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 11:39

Quel est ton résultat à la question 2 ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 13:33

la force électrostatique c'est bien. //f//= q1^q2*k/r^2 c'est ça non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 13:36

La force entre deux charges ponctuelles, oui ; mais ce n'est pas le cas ici.

L'espace entre les plaques électriques a des propriétés particulières. Quel nom donne-t-on à cela ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 13:46

J'avoue ne pas savoir .je ne connais pas cette formule

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 16:37

Évidemment, si tu cherches une "formule"... La physique n'est pas une question de "formule" !
________

Que se passe-t-il dans l'espace entre des plaques électriques auxquelles est appliquée une différence de potentiel continue ? Explique.

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 16:46

Il y a une tension qui va de la première a la seconde armature

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 16:49

Il y a une tension électrique appliquée aux plaques. D'accord.

Mais que se passe-t-il dans l'espace entre les plaques ?
Pourquoi un ion injecté dans cet espace sera-t-il dévié ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 17:33

Car la tension est positive

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 17:36

Entre les plaques, les propriétés de l'espace sont modifiées par la présence d'un champ électrique.

Que sais-tu de l'effet d'un champ électrique sur une particule chargée ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 17:45


· Entre 2 plateaux parallèles, distants de d, soumis à la différence de potentiel U existe un champ électrique uniforme , dirigé du plateau positif vers le plateau négatif avec pour valeur

//vecteur E// =U/d  avec E champs électrique

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 17:49

C'est exact.

Et quelle est l'intensité de la force F à laquelle est soumise une particule dont la charge vaut q dans ce champ électrique d'intensité E ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 17:53

Alors la je sais pas F=qxE

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 18:00

Citation :
Alors la je sais pas


Tu sais ou tu sais pas ?
_________

Oui, F = q.E

Que réponds-tu donc à la question 2 ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 18:29

vrai l'ion sera dévié

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 18:31

j'ai répondu à la 1) pour la 2) ils ont même ordre de grandeurs

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 18:35

Quels sont les calculs qui tu conduisent à affirmer que les forces ont même ordre de grandeur ?
Peux-tu les poster ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 18:57

On a pas la valeur exacte de U on sais juste que U est compris entre 1 v et 100 V

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 18:58

Donc on peux pas savoir

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 28-10-13 à 19:44

Eh bien, il faut faire le calcul pour 1 V et pour 100 V

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 13:34

//F//=(q xU)/d

Pour U= 1V //f//=1,6 x10 puiss -17

Pour U= 100v //F//=1,6x10 puiss -19

//P//=m x g=6,7 x10 puiss-26 donc l'affirmation est fausse  car la valeur de la force électrostatique et le poids n'ont pas le même ordre de grandeur

qu'en pensez vous

Cordialement

Jonathan

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 13:42

Je pense que sans les unités les résultats en physique ne veulent strictement rien dire...

En supposant que l'unité est le newton, je suis d'accord pour le poids mais pas pour les forces électrostatiques.

Peux-tu poster le détail complet de tes calculs pour que je voie où se trouvent ton ou tes erreurs ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 14:08

//F//=(q xU)/d =(1,6 x 10 puiss -19 x100)/10 puiss-2

avec U=100V et d= 1 cm= 10 ^{-2) m

même chose avec U= 1V

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 14:42



Quelle est la charge de l'ion ?

Merci de terminer les calculs en donnant la valeur numérique et l'unité.

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 14:50

Je trouve toujours F = 1,6 x 10^{-19}  N

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 14:51

C'est faux.

Quelle est la charge de l'ion ?
 

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 14:59

(+2e) donc F = 3,2 x 10^{-19} N

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 18:00

La charge de l'ion est +2e
et donc
q 2 1,60.10-19 C

Quelle est l'intensité du champ électrique quand
. U = 1 V
. U = 100 V

Quelles sont donc les intensités des forces auxquelles l'ion est soumis dans ces deux cas ? (Ta réponse est fausse ; pour que je puisse voir où est ton erreur, il faut que tu fasses l'effort de poster le détail de tous tes calculs).

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 18:34

soit F l'intensité du champ électrique on  a F= (q x U)/d

quand U= 1V F = q/d=(1,6 x 10^-19}/10^{-2}=1,6 x10^{-17} N

quand U=100V F=(q x U)/d=(1,6 x 10^-19} x 10^{2})/10^{-2}= 1,6 x 10^{-23}

je trouve que ça sinon je vois pas

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 18:41

Fais-tu attention ? Lis-tu les réponses ?

q = 2 1,6.10-19 C

Donc il faut que tu recommences...

À noter que je ne comprends pas du tout ton calcul pour U = 100 V

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 19:04

Pour U=1V  F= q x U)/d l'application numérique donne 3,2 x 10^{-19} N  car d= 1cm= 10^{-2}m

pour U=100v c'est  la même chose sauf que 100V= 10^{2}V je vois pas ou est le problème

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 19:08

Comment réussis-tu à ce que ce soit toujours faux ? Avec un peu de chance tu devrais avoir de temps en temps un résultat qui, par hasard, serait bon...

1) Pour U = 1 volt

La charge q = 3,2.10-19 coulomb

Quelle est l'intensité du champ électrique ? (avec l'unité, sinon je ne pourrais pas répondre)

Ne calcule pas la valeur de la force aussi longtemps que la valeur du champ ne sera pas bonne.

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 29-10-13 à 19:22

sauf erreur la valeur du champs est bien E=U/d donc si je veux calculer la valeur de la force je n'ai juste qu'à multiplier par q non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 07:40

C'est exact ; mais l'expérience montre que tu as faux à chaque fois...

Quelle est la valeur du champ (numériquement ! donc avec une valeur et une unité) quand U = 1 volt ?

On verra la multiplication ensuite, car aucune n'était juste jusqu'à maintenant.

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 09:50

La distance d est en cm donc je la convertis en m d= 1 cm= 10^{-2} m
U=1V

Donc E=U/d=1/10^{-2}=10^{2}

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 09:59

Sans unité un résultat en physique ne veut strictement rien dire !

E = U / d
avec
U en volts
et d en mètre
E sera alors en volt par mètre (V.m-1)

Application numérique :
E = 1 / 0,01 = 100 V.m-1
__________

L'ion a une charge q = 2e = 3,2.10-19 C
Le champ électrique a une intensité E = 100 V.m-1

Quelle est l'intensité de la force exercée par le champ sur l'ion ? (avec l'unité ! ! )

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 10:22

F=q x E=3,2 x 10^{-19} x 100=3,2 x 10^{-19} x 10^{2}=3,2 x 10^{-17} N

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 10:33

Exact !

Tu as posté une valeur exacte de la masse de l'ion : 6,7.10-26 N

Donc... dans le champ de 100 V.m-1 (pour une différence de potentiel de 1 volt) le poids est négligeable devant la force électrostatique.
_________

Que vaut l'intensité E du champ électrique quand U = 100 volts ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 12:27

F=q x(u/d)=3,2 x 10^{-19} x(100/0,01)=3,2 x 10^{-23} N

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 13:44

Non, c'est faux !

Je t'avais demandé, par précaution, la valeur de l'intensité E du champ électrique.

Seulement avec une valeur correcte tu pourras essayer de calculer l'intensité de la force.

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 15:02

Oui désole je me suis mélange les pinceaux alors E=U/d

Application numérique E=100/0,01= 10^{-4}

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 15:04

Non c'est 10^{4}

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 16:21

Je t'ai déjà demandé (six fois ! ! ) de mettre l'unité avec la valeur numérique.

104 ne veut rien dire.

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 16:46

E=0,0001 V/m

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 16:51



Ce n'est pas 10-4 V/m c'est 104 V/m

Alors,
L'ion porte la charge q = 3,2.10-19 coulomb
Quelle est l'intensité de la force à laquelle il est soumis dans un champ électrique dont l'intensité vaut 10 000 V/m ?

(Sans unité je ne peux pas répondre ! )

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 18:52

l'intensité vaut 3,2x10^{-15} V x C /m

J'avoue ne rien comprendre pour moi l'intensité c'est F=qx(U/d)

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 19:02

Enfin !

L'intensité de la force sur l'ion dont la charge est +2e dans le champ de 10 000 V.m-1 vaut
F 3,2.10-15 newton
ou
F 3,2.10-15 N
____________

Les forces électrostatiques sont donc d'un ordre de grandeur 109 (un milliard ! ) à 1011 (100 milliards) de fois plus forte que le poids.
____________

Question 3 : quelle est la nature de la trajectoire ?

Posté par
jonh35
re : exercice compliqué pour moi 30-10-13 à 19:16

l'ion va suivre un mouvement rectiligne uniforme

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