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Exercice (Les intéractions fondamentales)
Bonjour à vous,
Je vous remercie par avance de l'attention et du temps que vous allez accorder à mon problème, que vous compreniez ou non, c'est déjà bien aimable d'essayer.
J'ai un exercice à faire en physique sur les intéractions fondamentales, mais je ne comprends pas du tout l'énoncé déjà, donc forcément, les questions encore moins. J'aurais aimé que vous m'expliquiez aussi clairement que possible de quoi cet exercice retourne, afin que je puisse, une fois compris ce qu'on attend de moi, m'atteler aux questions.
Enoncé :
La molécule de HF est un exemple de molécule polaire. Dans cette molécule, tout se passe comme si les charges positives (équivalent à une charge ponctuelle A+, de valeur q = 10e) étaient séparées des charges négatives (équivalent à une charge ponctuelle A- de valeur q'= -10e) d'une distance d = 3.8.10^-12 m
On envisage une situation où A+ et A- sont sur un axe x'Ox, respectivement aux abscisses d/2 et -d/2.
Un ion positif monochargé (modélisé par une charge ponctuelle) se trouve sur l'axe x'Ox, à l'abscisse x>0.
Questions :
1-)Exprimer la force électrique totale subie par l'ensemble A+ et A-.
2-)Exprimer cette force si x est beaucoup plus grand que d. On admettra dans ce cas :
1 1 2d
--------- - ----------- = ---
(x-d/2)² (x+d/2)² x^3
3-)Calculer cette force si x= 1.0.10^-9m
En espérant que vous puissiez m'aider à démêler ce charabia.
Merci,
Bonne journée
Bonjour à vous,
Je vous remercie par avance de l'attention et du temps que vous allez accorder à mon problème, que vous compreniez ou non, c'est déjà bien aimable d'essayer.
J'ai un exercice à faire en physique sur les intéractions fondamentales, mais je ne comprends pas du tout l'énoncé déjà, donc forcément, les questions encore moins. J'aurais aimé que vous m'expliquiez aussi clairement que possible de quoi cet exercice retourne, afin que je puisse, une fois compris ce qu'on attend de moi, m'atteler aux questions.
Enoncé :
La molécule de HF est un exemple de molécule polaire. Dans cette molécule, tout se passe comme si les charges positives (équivalent à une charge ponctuelle A+, de valeur q = 10e) étaient séparées des charges négatives (équivalent à une charge ponctuelle A- de valeur q'= -10e) d'une distance d = 3.8.10^-12 m
On envisage une situation où A+ et A- sont sur un axe x'Ox, respectivement aux abscisses d/2 et -d/2.
Un ion positif monochargé (modélisé par une charge ponctuelle) se trouve sur l'axe x'Ox, à l'abscisse x>0.
Questions :
1-)Exprimer la force électrique totale subie par l'ensemble A+ et A-.
2-)Exprimer cette force si x est beaucoup plus grand que d. On admettra dans ce cas :
1 1 2d
--------- - ----------- = ---
(x-d/2)² (x+d/2)² x^3
3-)Calculer cette force si x= 1.0.10^-9m
En espérant que vous puissiez m'aider à démêler ce charabia.
Merci,
Bonne journée
PS : excusez moi mais j'ai posté sur un mauvais endroit au début, je remets ici pour être dans la bonne catégorie
Bonjour,
Non, ce n'est pas du charabia. Il n'est pas étonnant, au début, de devoir relire plusieurs fois ; en faisant de petits dessins par exemple.
Première question :
Une charge A- de valeur q' = -10 e est située à l'abscisse -d/2
Quelle force subit-elle de la part de l'ion positif monochargé (donc sa charge vaut +e) situé à l'abscisse x ?
N'oublie pas qu'une force est modélisée par un vecteur (point d'application, direction, sens, intensité)
Une deuxième charge A+ de valeur q = +10 e est située à l'abscisse +d/2
Quelle force subit-elle de la part de ce même ion positif monochargé situé à l'abscisse x ?
Quelle est la force subie par l'ensemble A- et A+ ? Donc, somme vectorielle des deux forces précédentes.
Les questions 2 et 3 sont faciles si tu commences bien l'exercice. Elles sont en fait une simplification de ce que tu trouves à la première question.
Re - bonjour,
Bienvenue sur l' 
pour ton premier problème !
Mais il ne faut pas commencer par du multi-post ! C'est interdit dans ce forum !
Relis ceci 
(Lien cassé)
Ainsi que les réponses aux questions Q02 et Q03 de la FAQ 
[lien]
Clique sur les maisons, ce sont des liens !
_____________
J'ai commencé à répondre dans le multi-post que j'ai découvert en premier.
petit message rapide avant d'avoir lu votre longue réponse, j'avais bien lu les règles du forum, seulement, je voyais mon message apparaître dans TOUT alors que je souhaitais dans le thème 'Physique', donc j'ai refait, en me rendant compte encore une fois que ça ne se mettait toujours pas dans Physique; voilà:p
Merci,
Bon appétit d'ailleurs!
Première question :
Une charge A- de valeur q' = -10 e est située à l'abscisse -d/2
Quelle force subit-elle de la part de l'ion positif monochargé (donc sa charge vaut +e) situé à l'abscisse x ?
N'oublie pas qu'une force est modélisée par un vecteur (point d'application, direction, sens, intensité)
eh bien, une charge positive et une charge négative s'attirent, non?
une force attractive (si les deux corps portent des charges de signe contraire, l'intéraction est dite attractive).
Une deuxième charge A+ de valeur q = +10 e est située à l'abscisse +d/2
Quelle force subit-elle de la part de ce même ion positif monochargé situé à l'abscisse x ?
cette fois ci, les deux corps portant des charges positives toutes les deux, elles se repoussent, non?
une force répulsive (deux corps portant des charges de même signe se repoussent).
La force A+ et la force A-, on dirait qu'elles s'annulent, partant toutes les deux dans la même direction (ligne droite) mais dans un sens opposé;
Je ne suis pas sûr d'avoir bien compris ce que vous m'avez demandé et excusez moi si j'ai répondu à côté.
Tu n'as pas répondu à côté. Et le forum est fait pour aider et pour essayer de vaincre ensemble les difficultés. Ici tu as le droit de te tromper et surtout de poser toutes les questions que tu veux !
Nous allons commencer par la force exercée par l'ion positif sur la charge A- placée en -d/2
Pour caractériser une force il faut quatre éléments :
. quel est le point d'application de cette force ?
. quelle est la direction de cette force ?
. quel est le sens de cette force ? (ce que tu as écrit : la force est attractive va te servir ici)
. quelle est l'intensité (valeur numérique plus unité) de cette force ?
Tu feras aussi la même chose pour la force exercée par l'ion positif sur la charge A+ placée en +d/2
Ne connaissant pas la valeur de x, tu ne peux pas calculer l'intensité des forces, mais tu peux en donner des expressions littérales.
Nous allons commencer par la force exercée par l'ion positif sur la charge A- placée en -d/2
. quel est le point d'application de cette force ?
On nomme le point C l'ion positif, le point d'application de la force A- est C.
. quelle est la direction de cette force ?
la direction est verticale
. quel est le sens de cette force ? (ce que tu as écrit : la force est attractive va te servir ici)
De droite à gauche.
la force va de C vers A-, vu que les deux corps sont de signes contraires (ion positif + et A- négatif) donc C vers A-.
quelle est l'intensité (valeur numérique plus unité) de cette force ?
(x-d/2) ?
Il y a beaucoup à reprendre or je vais devoir quitter l' et ne pourrais pas revenir avant ce soir (et encore peut-être). Je vais voir si quelqu'un peut me remplacer.
On cherche la force exercée par l'ion C sur les charges en A-
. point d'application : les charges en A-
. direction : la droite (AC)
. sens : de A- vers C
. intensité : il faut exprimer avec la relation F = k.q.q' / d2
F force en newtons, N
k : 9.109 F-1.m
q et q' : les charges électriques en coulomb
d : la distance entre les charges, en mètre
Bonjour,
Je vais essayer de reprendre la suite de Coll, qui a dû se déconnecter...
On doit calculer la force exercée par C sur A-.
Le point d'application du vecteur est A-, la direction est la droite AC, le sens, de A vers C.
Pour calculer l'intensité de la charge F avec la formule indiquée par Coll, on doit connaître la valeur des charges de A- et de C, et la distance entre A et C.
La charge en A est -10e, la charge en C est e (si j'ai bien suivi), et la distance entre A et C est égale à x + d/2 avec d = 38 * 10-12 m.
F = 9 * 109 * (-10e) * e /(x + 19 * 10-12)
bonjour,
Euh pourquoi le (-10e) dans la formule, je croyais que dans k [e] / d² on prenait la valeur absolue de e et donc on négligeait les signes non?
Même raisonnement pour la force exercée en A+:
le point d'application est A+, la direction est la droite AC, le sens, opposé au précédent (force répulsive: A+ s'éloigne de C).
La charge en A+ est +10e, la charge en C est toujours e, et la distance entre A et C est égale à x - d/2 avec d = 38 * 10-12 m.
F = 9 * 109 * 10e * e /(x - 19 * 10-12)
A noter: avec ce mode de calcul, les forces répulsive ont une valeur positive et les forces attractives ont une valeur négative.
On a donc:
F(A-) = -9 * 109 * 10e * e /(x + 19 * 10-12)
F(A+) = 9 * 109 * 10e * e /(x - 19 * 10-12)
La force exercée par C sur l'ensemble formé par A- et A+ est donc F(A+) + F(A-).
Oui, c'est ce que j'avais trouvé au brouillon (depuis 3 h que je suis sur cet exercice, eh ben, au moins en 3 h une question lol)
On a des forces de sens opposés qui s'exercent sur A- et sur A+, donc pour avoir la force globale s'exercant sur les deux points, il est utile de conserver les signes...
Désolé pour le délai, j'ai pris ce topic en route et je devais relire et comprendre ce qui avait déjà été fait...
très bien, pour la question 2 j'ai trouvé un facteur commun aux deux qui serait : 9.10^10 e²
soit 9.10^10 e² [1/(x+d/2)² - 1/(x-d/2)²]
on a à ce moment là la forme demandée par le petit 2, mais je ne comprends pas comment trouver 2d/x^3
Reprenons...
La force globale exercée sur l'ensemble formé par A+ et A- sera:
F = 9 * 109 *10e * e * [1/(x - d/2)2 - 1/(x + d/2)2] avec d/2 = 19 * 10-12 m.
A noter:
(x - d/2)2 < (x + d/2)2
1/(x - d/2)2 > 1/(x + d/2)2
1/(x - d/2)2 - 1/(x + d/2)2 > 0
Autrement dit, la force globale F est répulsive, ce qui est logique: L'ion C étant plus proche de A+ que de A-, les forces répulsives exercées en A+ sont plus intenses que les forces attractives exercées en A-.
2d/x3 est une approximation.
En ramenant tout au même dénominateur, on a :
1/(x - d/2)2 - 1/(x + d/2)2 = 2xd/(x2 -d2/4)2
Si d est beaucoup plus petit que x, d2/4 devient négligeable par rapport à x. on peut donc admettre x2 -d2/4 
x2
Soit 1/(x - d/2)2 - 1/(x + d/2)2 2d/x3.
donc ensuite dès qu'on a le facteur commun, sachant qu'on a l'égalité
1 1 2d
--------- - ----------- = ---
(x-d/2)² (x+d/2)² x^3
On peut remplacer le membre de gauche par 2d/x^3 que l'on va multiplier par le facteur commun
ceci va donner 9.10^9 * e²*2*38*10^-12 / x^3
et ensuite sachant qu'on sait que x = 10-9
x^3 = 10^-27
et on remplace x^3 par le chiffre et on fait la division, est ce cela?
Merci beaucoup pour ces précieuses informations et avoir pris le temps de m'expliquer.
trouvez vous bien 1.8*10^-11 N?
Vous avez oublié un facteur dans votre formule:
9.109 * 10 * e2 * 2 * 38 * 10-12 / x3
On trouve donc environ 1.8 x 10-10.
rebonsoir,
non non c'était bien 1.8 10^-11. regardez je m'étais trompé en vous disant 38 10^-12 alors que d = 3.8 10^-12.
Donc ça confirme que j'ai bon au calcul, je vous remercie encore infiniment pour votre précieuse aide et reste désormais à la disposition de ceux qui en auront besoin pour cet exercice
Encore merci, bonne soirée
Je répète: vous avez oublié un facteur dans la formule.
Vous avez calculé 9*109 * e2 * 2 * 38 * 10-12 / x3.
Rappelez-vous les formules établies précédemment avec les charges de 10e en A+ et A-: on avait 9*109 * 10 * e2 * 2 * 38 * 10-12 / x3.
euh non, j'ai bien mis le 10 dans mon calcul sur ma feuille
C'est juste là que je l'ai pas mis parce que j'ai écrit à la va vite, vous inquiétez pas il est bien mis sur la feuille
Bonjour à toutes les deux (tous les deux ?) 
Un très grand merci à Flo08 pour avoir pris le relais !
Je crois que l'hésitation sur la valeur de la force provient bien d'une différence pour la valeur adoptée pour d.
Avec d = 3,8.10-12 m, je trouve également F = 1,8.10-11 N
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