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Expérience d'électrisation

Posté par
Poulpasse1
09-08-16 à 13:06

Bonjour,
Voici l'énoncé et ce que j'ai déjà fait, j'ai du mal à partir de l'expérience 2 :/

Expérience 1 :
On électrilise une baguette en PVC puis on approche celle-ci d'une boule métallique suspendue à un fil isolant dans la toucher

a) Comment peut-on électriser la baguette ? justifiez
--> Sans trop vous détailler, j'ai répondu qu'il fallait par exemple frotter la baguette contre un chiffon de laine. Les électrons sont arrachés du chiffon et transmis à la baguette qui devient négative électriquement.

b) Qu'observe-t-on lors de l'expérience ?Justifiez
-->Pour résumer aussi, on remarqua que la boule, neutre électriquement  est légèrement attirée par la baguette chargée négativement. En fait les électrons dans la boule se déplacent vers la zone la plus éloignée de la baguette, ainsi la zone proche de la baguette est légèrement positive, ce qui explique l'attractivité entre les deux corps (interaction électromagnétique).

c) Quel est l'état électrique de la boule ?
--> globalement neutre. Peut toutefois être considéré positif du côté de la baguette et négatif de l'autre.

Expérience 2 :

a) On approche la baguette en PVC toujours électrisée d'une règle en aluminium jusqu'au contact. Qu'observe-t-on lors de l'expérience avant et après contact ? Justifiez
--> C'est ici que j'ai du mal...
Est-ce que la baguette va attirer la règle en aluminium puis après contact(=transmission d'électrons à la règle), la repousser ? Cela me paraît étonnant du fait de la masse bien supérieure de la règle par rapport à la boule.

b) La baguette en PVC a touché la règle en aluminium. On approche ensuite la règle en aluminium du pendule(boule) jusqu'au contact. Justifiez en faisant une description de la situation à l'échelle microscopique de la ou les réactions du pendule avant et après contact.
--> Si ce que j'ai dit avant était correct, je dirais que la règle en aluminium désormais chargée négativement va attirer puis après contact repousser la boule métallique ( pendule).

3) On estime que lors de l'expérience 2, la boule a touché la règle en aluminium

Expérience 3 :
On retire maintenant la règle puis on approche à nouveau la baguette en PVC du pendule sans le toucher. Comment réagit le pendule ?
-->Ayant transmis une partie de ses charges négatives à la règle, la baguette attirerait mais moins le pendule ?

4) Si on remplace la règle en aluminium par une baguette en verre, qu'observerait-on lors de l'expérience 2 ?
--> on verrait que la baguette en verre n'attire ni repousse le pendule puisqu'elle n'est pas électrisée. Le verre et le PVC étant des isolants, il n'y a pas eu de transmission d'électrons lors du contact.

Merci de votre temps et bonnes vacances !

Posté par
vanoise
re : Expérience d'électrisation 09-08-16 à 15:46

Bonjour
Expérience 1
Je crois que tu as très bien compris la situation. Juste un petit complément à ta réponse b). Tu as très bien expliqué la répartition des charges sur la boule métallique. On peut dire que les charges - de la baguette de PVC attire les charges + de la boule et repousse les charges - de celle-ci. Comme les charges - de la boule sont plus éloignées du PVC que les charges +, c'est la force exercée sur les charges + qui est prépondérante et donc impose le mouvement de rapprochement.
Expérience 2
question a) D'accord avec toi : les forces électrostatiques susceptibles d'exister dans ce type d'expérience sont d'intensités très inférieures aux poids des règles en PVC et en alu. Rien ne se passe à l'échelle macroscopique . A l'échelle microscopique, dans la mesure où l'aluminium est un conducteur, le PVC cède à l'alu une partie de ses charges - qui se répartissent à la surface de l'alu. Mais attention : il faut supposer que la règle en alu est posée sur un support isolant. Suppose par exemple que le manipulateur la tienne directement à la main sans utiliser un manche isolant : le corps humain étant conducteur électrique, l'alu ne resterait pas chargé. L'existence de forces de répulsions électriques entre les charges - du PVC et les charges - de l'alu sont trop faibles pour provoquer un quelconque mouvement.
question b) : très bien, en supposant toujours que la règle manipulée à l'aide d'un manche isolant.
Expérience 3
Pas d'accord avec toi : lors du contact entre l'alu et la boule métallique du pendule, l'alu cède à la boule une partie de ses charges. La boule devient chargée -. Elle est donc repoussée par les charges - de la tige en PVC.
Expérience 4
OK !
Globalement : tu t'en sors très bien !

Posté par
Poulpasse1
re : Expérience d'électrisation 09-08-16 à 17:49

Rebonjour,
Merci pour cette réponse si rapide et détaillée !
Une dernière chose : pour l'expérience 2, question a)
On nous demande ce qu'on observe avant et après contact de la baguette en PVC et de la règle en aluminium. Je réponds alors qu'à l'échelle macroscopique il ne se passe rien ?!
Et oui, j'avais oublié de préciser que la règle était suspendue à des fils isolants !

Posté par
vanoise
re : Expérience d'électrisation 09-08-16 à 18:42

Citation :
Je réponds alors qu'à l'échelle macroscopique il ne se passe rien ?!  

oui en ajoutant la justification déjà donnée : la force électrique exercée sur la règle est très inférieure au poids de celle-ci.



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