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Forces exercées entre deux fils

Posté par
dana94
05-05-11 à 10:36

bonjour j'ai un problème dans un exercice de physique
y a t il quelqu ‘un qui peut m'aider svp ?
voici l'exercice


On considère deux fils rectilignes de très grande longueur, parallèles et placés à une distance d l’un de l’autre.
Le fil (1) est parcouru par un courant d’intensité I1 (voir sens du courant sur le schéma tout en bas de la page ).

Données :
µ0=4π10– 7 S I
I1 = 10 A
d = 10 cm


1) Aucun courant ne circule dans le fil (2).
a)Représenter sur un schéma (en vue de dessus) le vecteur champ magnétique B1 créé par le fil (1) en. O2

b)Exprimer et calculer la valeur B1 du vecteur champ magnétique . B1
Rappel : le champ magnétostatique (vecteur ) B créé par un long fil vertical parcouru par un courant d’intensité I en un point M situé à une distance r du fil s’exprime par B=(µ0 1)/(2πr)

c)Le fil (2) est-il soumis à une force de Laplace ?



2) Un courant d’intensité  I2 (I2 = 20 A )circule dans le fil (2) dans le même sens que le courant d’intensité. I1

a)Donner les caractéristiques de la force de Laplace  (vecteur)  F1 2 exercée en O2 sur un mètre du fil (2) par le fil (1). Représenter cette force sur un schéma.

b)Donner les caractéristiques de la force de Laplace (vecteur)F2 1   exercée en O1  sur un mètre du fil (1) par le fil (2). Représenter cette force sur le même schéma.

c)Comparer ces deux forces.

3) Le courant d’intensité I2 (I2 = 2O) A circule dans le sens contraire du sens du courant .
Les forces de Laplace   F1 2  et  F2 1   sont-elles modifiées ?

merci d'avance

Forces exercées entre deux fils

Forces exercées entre deux fils

Edit Coll : images recadrées

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 10:50

Bonjour,

1a) Question de cours. Ouvre ton livre !

1b) Quelle valeur proposes-tu ?

1c) Question de cours. Que réponds-tu ?

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:06

pour le 1)b ca donne 4*10^-7
pour le 1 a) c'est bien ca ?
merci

Forces exercées entre deux fils

Edit Coll : image recadrée

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:09

Question 1b
Je ne peux pas répondre car il n'y a pas d'unité.
En physique : pas d'unité = pas de résultat.

Non, ceci n'est pas une vue de dessus. Il est très difficile de dire si c'est bon ou pas (mais ce serait très probablement faux).

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:16

1)b)  4*10^-7 N
1)a)

Forces exercées entre deux fils

Edit Coll : image recadrée

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:21

et le 1)c) c'est oui

merci pour votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:21

Question 1b : l'unité de champ magnétique n'est pas le newton (et la valeur numérique est à revoir...).

Question 1a : ceci n'est pas une vue de dessus ! Tu dois utiliser la deuxième figure de ton premier message pour avoir une vue de dessus.
_____________

Pourrais-tu adapter la taille de ton image au dessin que tu y fais ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:22

Et la réponse à la question 1c... non, ce n'est pas "oui"...

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:28

ok donc 1)b) 4*10^-5 T

1)a) j arrive pas
1)c) c'est non , car les forces de Laplace permettent de convertir de l'energie electrique en energie mecanique : elles ont un role moteur .Et ce n'est pas le cas ici

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:33

Question 1b
L'unité de champ magnétique est bien le tesla (symbole T)

Je ne trouve pas cette valeur. Peux-tu indiquer le détail de ton calcul ?

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:37

oui bien sure (4*10^-7)/(2*0.05)

pour le 1)a on fait comment ?
merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 11:46

Ton calcul :

Où est la valeur de l'intensité du courant ?

Qu'est-ce que 0,05 ?
La distance entre les deux fils vaut 10 cm

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 12:08

(4*10*10^-7)/(2*0.05)

d=10cm et on veu le rayon c'est 5 cm on change de cm em m donc 0.05 m

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 12:12

(4**10^-7*10 )/(2*0.05)

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 12:13

Si tu avais fait la question 1a tu aurais vu que le rayon vaut d c'est-à-dire 10 cm

Question 1a :

Forces exercées entre deux fils

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 12:19

ok merci beaucoup
donc (4**10^-7*10 )/(2**10)= 2*10^-7 T
et le 1)a je dois pas rajouter ( voir image ) pres du B ?
merci encore

Forces exercées entre deux fils

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 12:21

Bien sûr il faut convertir 10 cm en mètre.
Revois ton calcul.

Non il ne faut surtout pas mettre ce symbole pour la figure de la question 1a. Le champ n'est pas perpendiculaire au plan mais il est parallèle à ce plan.

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 12:43

merci beaucoup
le 2)a ) on fait comment ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 13:20

Quelle est donc ta réponse pour la question 1b ? (valeur et, bien sûr, unité)

Quelle justification proposes-tu pour le "non" de la question 1c : ce que tu as écrit à 11 h 28 n'a rien à voir.

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:27

1)b ca donne 2*10^-5 T
1)c) je sais pas :S

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:33

Question 1b : oui, le champ magnétique créé en O2 par le courant circulant dans le fil perpendiculaire au plan en O1 a pour intensité 2,0.10-5 T

Ce champ est parallèle au plan, sa direction est la tangente au cercle de centre O1 et de rayon O1O2, son sens est donné par la règle du bonhomme d'Ampère (par exemple ; ou par la règle du tire-bouchon, ou par la règle du pouce de la main droite dont les doigts sont courbés, etc.)

Question 1c : dans cette partie de l'énoncé il n'y a pas de courant dans le fil qui passe par O2... Qu'en penses-tu ?

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:36

merci vraiment
donc pour le 1)c) je dit non , car il n y a pas de courant dans le fil qui passe par O2 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:39

Voilà...

Mais, deuxième partie du problème, maintenant il y a du courant dans ce deuxième fil. Et donc, maintenant une force mutuelle s'exerce entre les deux fils. Dont on te demande les caractéristiques
. point d'application : le milieu du fil
. direction ?
. sens ?
. valeur ?

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:41

pour le 2)a)?
direction vers le haut sens vers le bas ?
je suis pas du tout sur

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:44

Pas du tout.
Il faut vraiment que tu apprennes ta leçon... tu ne peux pas deviner. Et cela ne s'invente plus (c'est déjà fait).

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:47

j 'arrive vraiment pas

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 20:56

pouvez vous m;aider svp ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 05-05-11 à 21:36

A peu de choses près, c'est moi qui ai fait toute la première partie.

La meilleure aide que je peux t'apporter maintenant c'est de t'inciter à apprendre cette leçon. Ce serait, selon moi, un très mauvais service à te rendre que de te faire encore la deuxième partie. Il faut que tu comprennes et que tu saches faire par toi-même.
Si tu as des difficultés à comprendre la leçon, pose des questions !

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 06-05-11 à 22:06

je vous remerci beaucoup pour votre aide
je sais c'est mauvais service mais je dois le rendre dans un jour et je n'arrive pas a le faire :S
pouvais vous m'aider svp ?

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 06-05-11 à 22:25

j ai vraiment essayer , je vais toujours essayer. Je suis pas du tout forte en Physique

merci encore pour votre aide

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 14:05

finalement je le rend plus tard
je n 'arrive toujours pas a faire la 2eme partie
y a til quelqu un qui peut m'aider stp ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 14:10

Question 2a

Quelles sont les caractéristiques de la force (c'est une application directe du cours) ?

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 15:43

les caractéristiques de la force
point d'application
• sens
• direction
• valeur
est ce bien ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 15:47

C'est bien cela !

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 15:51

oui mais j arrive pas a repondre a la Question j 'arrive pas a faire le shema

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 15:56

Je t'aiderai pour le schéma. Mais c'est à toi de répondre à la première partie de la question :
. point d'application
. direction
. sens
. intensité (valeur)

de la force exercée par le fil 1 sur le fil 2

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 16:03

point d'application :extrémité du file 1
• sens : vers le haut
• direction : celle du fil 2 ;
et le poid direction vertical

merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 16:09

Un peu désespérant...
Réponds-tu au hasard ? As-tu appris la leçon ? Y a-t-il quelque chose que tu n'as pas compris ?
_____________

Question 2a
. point d'application : au milieu du fil de 1 mètre (soit à 50 centimètres de chacune de ses extrémités)
. direction : dans le plan qui contient les deux fils et perpendiculaire au fil 2
. sens : dirigée du fil 2 vers le fil 1
. intensité de cette force de Laplace ?

J'attends le calcul

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 16:29

j avais vraiment pas compris se cour , je sais je suis vraiment pas forte en physique je suis vraiment désolé

on doit pas faire un calcul , ils ont pas demandé pour un calcul

pour le 2b)
point d'application : au milieu du fil de 1 mètre
. direction : dans le plan qui contient les deux fils et perpendiculaire au fil 1
. sens : dirigée du fil 1 vers le fil 2

c ca ?

merci encore

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 16:37

Oui, c'est cela.
Mais puisqu'ils ont demandé les caractéristiques des forces, il est évident qu'il faut faire les calculs pour connaître les valeurs (ou intensité) de ces forces.

"C'est ça" ou "c'est cela" mais pas "c ca"

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 16:53

ah d'accord

donc B= (4*10^-7)/(2*10) = 4*10^-7

c'est cela ?

c'est la meme chose pour le 2)b

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 17:01

C'est faux, mais il y a un effort ; c'est bien.

1) Toujours commencer par convertir les données en unités du système international d'unités (le SI)
2) Toujours indiquer l'unité du résultat quand cette grandeur réclame une unité (ici c'est une force et il faut donc indiquer l'unité de force)
_________
Alors, d'abord les conversions :
le r de la formule est nommé d dans le texte et vaut 10 centimètres

. que vaut 10 centimètres en unités SI (que vaut 10 centimètres en mètre) ?

Ensuite : quel est le nom de l'unité de force ? Quel est le symbole de cette unité ?

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 17:19

(4*10^-7*20 )/(2*0.1)= 4*10^-5 N
c'est cela ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 17:38

Ça vient...

Tu as vraiment fait des efforts.

Alors je te donne la solution.

Calcul de l'intensité du champ magnétique B auquel le fil 2 est soumis. Ce champ résulte du courant de I1 = 10 A qui circule dans le fil 1

B = 4 10-7 I1 / (2 d)

B = 4 10-7 10 / (2 0,10) = 2.10-5 T

Calcul de l'intensité de la force de Laplace F à laquelle est soumis le fil 2 dans lequel circule un courant I2 = 20 A
Ce fil 2 est donc placé dans le champ magnétique de 2.10-5 T que crée le courant circulant dans le fil 1

F = B.I.l.sin()

B = 2.10-5 T
I = 20 A
l = 1 m
= 90° et donc sin() = 1

F = 2.10-5 20 1 1 = 4.10-4 N

Question 2b
Le champ magnétique créé par le fil 2 à l'emplacement du fil 1 vaut

B = 4 10-7 I2 / (2 d)

B = 4 10-7 20 / (2 0,10) = 4.10-5 T

Calcul de l'intensité de la force de Laplace F à laquelle est soumis le fil 1 dans lequel circule un courant I1 = 10 A
Ce fil 1 est donc placé dans le champ magnétique de 4.10-5 T que crée le courant circulant dans le fil 2

F = B.I.l.sin()

B = 4.10-5 T
I = 10 A
l = 1 m
= 90° et donc sin() = 1

F = 4.10-5 10 1 1 = 4.10-4 N

Question 2c
Oui, ces deux forces sont égales et opposées. C'est une illustration de la troisième loi de Newton


Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 17:53

Merci énormément pour ton aide  

Est-ce que je dois rajouter
point d'application : au milieu du fil de 1 mètre (soit à 50 centimètres de chacune de ses extrémités)
. direction : dans le plan qui contient les deux fils et perpendiculaire au fil 2
. sens : dirigée du fil 2 vers le fil 1 dans le 2)a

et
point d'application : au milieu du fil de 1 mètre
. direction : dans le plan qui contient les deux fils et perpendiculaire au fil 1
. sens : dirigée du fil 1 vers le fil 2 dans le 2)b ?

merci encore

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 17:56

Oui !

Que réponds-tu à la question 3 ?

Fais attention au sens des courants et donc au sens des champs et donc au sens des forces...

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 18:16

ok ah et le shema on fait comment ? pour le 2)a et b?

pour le 3 )
les force sont modifié  car I est le sens contraire du sens du courant

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 18:28

Les schémas étaient prêts mais attendaient ta réponse...

Forces exercées entre deux fils

Question 3
. points d'application : les mêmes
. directions : les mêmes
. sens : opposés aux sens de la question 2 ; maintenant les fils au lieu d'être attirés l'un vers l'autre sont repoussés
. intensités (ou valeurs) : les mêmes

Ouf ! N'est-ce pas...
_______________

Si tu faisais petit à petit d'abord des exercices très simples, tu verrais que tu y arriverais et même que petit à petit tu te mettrais à aimer la physique. Alors ce serait gagné ! Car quand on aime, cela devient vraiment très facile. Il faut que tu te fasses aider au début. Pourquoi pas dans ce forum.

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 18:50

Je pense que tu as compris que
. figure 2 s'applique aux questions 2a, 2b et 2c
. figure 3 s'applique à la question 3

Posté par
dana94
re : Forces exercées entre deux fils 10-05-11 à 18:58

merci beaucoup coll
vraiment

oui je vais faire plus d'exercice

oui j ai compris
merci encore

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