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exercice condensateur plan

Posté par
27lucie
28-04-14 à 11:22

Voici qui me pose problème depuis quelques jours et que je dois rendre demain. J'ai besoin d'aide svp :
Un électron est placé dans une région ou règne le champ électrostatique E d'un condensateur plan et le champ de pesanteur g.
1) Quels sont les forces qui s'exercent sur cet électron ?
2)Quelle condition est requise pour que cet électron reste immobile? Que peut on en déduire pour les deux forces précédentes
3) En déduire le sens du champ électrostatique entre les deux armatures, puis le signe de la charge de l'armature du haut et celui de l'armature du bas.
4) Donner l'expression littérale du champ E en fonction de m, g et e et faire l'application numérique.
Données: m= 9.1 * 10 puissance -31 kg ; g= 9.81 Nkg et e= -1.6 * dix puissance -19 C
merci d'avance

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice condensateur plan 28-04-14 à 11:40

Bonjour quand même...

Qu'as-tu fait ? Que ne comprends-tu pas ?
Quelles réponses proposes-tu ?

Posté par
27lucie
re : exercice condensateur plan 30-04-14 à 09:39

merci de m'avoir répondu
Le problème c'est que je n'ai pas compris la première question et que cela m'empêche de répondre aux suivante. J'ai cherché dans mon cours mais je n'ai absolument rien trouvé donc je n'ai répondu à aucune question

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice condensateur plan 01-05-14 à 07:41

Question 1

Tu dois trouver deux forces qui s'exercent sur l'électron
1) À la surface de la Terre, tout corps qui a une masse (c'est le cas de l'électron) est soumis à une force. Quelle est cette force ? (Tu as dû apprendre cela dès le collège...)
2) De plus, cet électron est placé dans une région où règne un champ électrique. Une deuxième force s'exerce donc sur lui. Laquelle ?

Posté par
J-P
re : exercice condensateur plan 01-05-14 à 09:27

... Et attention aux unités.

g= 9.81 Nkg est faux.

Il faut :  g= 9,81 N/kg ou bien  g= 9,81 N.kg-1

Posté par
27lucie
re : exercice condensateur plan 01-05-14 à 14:06

Alors pour la question 1 : j'en déduis que la première force est la force gravitationnelle et la seconde le champ éléctrique E en newton par Coulon

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice condensateur plan 01-05-14 à 17:07

La première force est bien le poids, force due à l'interaction gravitationnelle avec la Terre
La deuxième force est due au champ électrostatique. On peut l'appeler force électrostatique.

Toutes les forces s'expriment (dans le S.I.) en newtons (symbole N)
Un champ n'est pas une force. Il est ce qui source d'une force sur une charge adaptée.
________

Un objet est soumis à deux forces. Quelle est la condition pour qu'il reste immobile ?

Posté par
27lucie
re : exercice condensateur plan 02-05-14 à 09:32

Un corps est immobile si toutes les forces qu'il subit sont nulles

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice condensateur plan 02-05-14 à 09:51



C'est mal exprimé.

Dans un référentiel galiléen (inertiel) un corps ne peut rester immobile que si la somme vectorielle (la "résultante") de toutes les forces qui lui sont appliquées est nulle.

Si l'électron peut rester immobile, que peut-on en déduire pour le poids et la force électrostatique ?

Posté par
27lucie
re : exercice condensateur plan 03-05-14 à 16:59

Pour qu'un objet reste immobile , il faut que la force électrostatique soit égale' proportionnelle au poids de l'électron

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice condensateur plan 04-05-14 à 07:48

Ce n'est pas très bien exprimé.

Pour que l'électron reste immobile il faut que la force électrostatique et son poids soient deux forces égales et opposées

Le poids de l'électron :
. point d'application : l'électron
. direction : verticale
. sens : du haut vers le bas
. intensité (norme) : ... ?

La force électrostatique qui agit sur l'électron :
. point d'application : l'électron
. direction : verticale
. sens : du bas vers le haut
. intensité (norme) : ... ?

Que valent (littéralement) les intensités de ces deux forces ?

Posté par
27lucie
re : exercice condensateur plan 04-05-14 à 13:46

intensité de l'éléctron est sa masse en kg* G tandis que l'intensité de la force électrostatique  est E= F/ q avec F en newton et q en C

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice condensateur plan 04-05-14 à 16:23

Très approximatif...

Si m est la masse de l'électron et g la valeur de l'accélération due à la pesanteur
m en kilogramme (symbole kg)
g en m.s-2 ou en N/kg (ou N.kg-1)
Alors le poids vaut P = m.g
P en newtons (symbole N)

Si q est la charge de l'électron, en coulomb (symbole C)
E l'intensité du champ électrostatique, en volts par mètre, (symbole V/m ou V.m-1)
alors la force électrostatique F a pour intensité
F= |q|.E
F en newtons (symbole N)
__________

Que proposes-tu pour la question 3 ?

Posté par
27lucie
re : exercice condensateur plan 04-05-14 à 17:34

Pour la question 3 je propose que le sens des armatures vas du bas vers la haut , que l'armature du bas est negatif tandis que l'armature du haut est positif ainsi les forces vont du haut vers le bas

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice condensateur plan 04-05-14 à 18:33

Pas clair du tout. Trois affirmations ; une est bonne et deux sont fausses

Sens du champ électrostatique : \vec{E} est vertical, dirigé du haut vers le bas

Armatures : oui, l'armature du bas est négative et l'armature du haut positive

Force électrostatique : \vec{F}\,=\,q.\vec{E}
et pour un électron q = -e
la charge d'un électron est négative, opposée de la charge élémentaire positive e
\vec{F}\,=\,-\,e.\vec{E}
en conséquence :
\vec{F} est dirigée du bas en haut, ce qui permet de s'opposer au poids et donc ce qui permet l'équilibre.



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