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Interaction entre deux goutellettes
Bonjour, voici l'énoncé
La charge élementaire a été mesurée pour la première fois en 1909 par Millikan en observant le comportement de diverses goutellettes d'huile différement chargées. Nous considérons ici deux gouttelettes de 1.0µm de diamètre portant chacune quatre électrons excédentaires.
Questions
1) Quelle est la nature de l'interaction existant entre les gouttelettes?
2)Représenter sur schéma simple les forces entre les gouttelettes.
3) Donner l'expression littérale de la valeur de la force F qui s'exerce sur chaque gouttelette.
4) Calculer la valeur de F si ces goutellettes sont distantes de 1.0 mm
5) Pourquoi les interactions forte et faibles ne sont pas à prendre en compte lorsquon considère les interactions entre les deux goutellettes?
6) Si ces gouttelettes avaient la même masse, qu'elle devrait être l'ordre de grandeur de cette masse pour que l'interaction gravitationnelle soit du même ordre de grandeur que le force F de la question 4?
7) Cette valeur parait-elle plausible par rapport à la dimension de ces particules?
Réponses
1) interaction électromagnétique
2) j'ai fait un shéma avec la goutelette 1 et la2 en mettant des flèches pour montrer qu'elles s'attirent.
3) j'ai deux idées différentes mais je ne sais pas laquelle est juste :
soit F = k X( mg1 X mg2)/d² ou bien F= k X (q X q') / d²
et pour la suite je n'ai aucune idée
merci pour votre aide 
bonjour,
il y a 4 interactions fondamentales: ici deux n'interviennent pas car leur portée est bien trop courte, en revanche les deux autres ont, en théorie, une portée infinie: donc tes réponses sont incomplètes
Les 4 interaction fondamentales sont l'interaction gravitationnelle, électromaagnétique, et forte et faibles
L'interaction forte et faible n'interviennent pas ici car leur portée est trop courte.
Cependant je pense que pour la question 1 il s'agit de l'interaction électromagnétique ? Non
oui, effectivement, il semble qu'on néglige déjà l'interaction gravitationnelle dans le 1)
2) attention les gouttes on la même charge (donc de même signe) donc elles se ...
Si les gouttelettes ont la même charge alors elles repoussent je met dans les 2 flèches dans 2 sens opposées
Pour la question 3 quelle forme est juste ?
si on ne considère que l'interaction électromagnétique la force subie par chaque goutte est:
F = kqq'/d2
ici tu connais q et q' en fonction de e, la charge de l'électron
q et q' sont égale à 1.60 X 10^-19
Faut il multiplier cette valeur par 4?
d = 1.0 mm = 10^-3 m
et k = 9.0 X 10^9
C'est sa?
F = 9.0 X 10^9 (-1.6 X 10^-19 x 4 ) ² /10^-3
F = -5.76 X 10^-6 Newton
Pour la question 5 ) il faudrait dire leur portée est bien trop courte pour les considèrent dans l'interaction des 2 goutellettes.
en appelant Fg la force d'attraction universelle et Fc la force de Coulomb s'exerçant entre les 2 gouttes
|Fc| = k(4e)2/d2 = 9 109 (-6.4 10-19)2 / 10-6
= 3.67 10-21 N
|Fg| = Gmm'/d2 = Gm2/d2 (car m=m')
|Fg| = |Fc|
<=> Gm2/d2=3.67 10-21 donc m serait de l'ordre de 10-8 kg
or le rayon des gouttes est de 0.5 10-6 m donc leur volume est de l'ordre de 0.125 10-18 m3 càd 10-17 m3
ce qui donnerait une masse vol. de l'huile de l'ordre de 109 kg/m3 (!!)
alors qu'elle est de l'ordre de 1000kg / m3
donc une masse de l'ordre de 10-8 kg est totalement fausse (c'est un million de fois moins en fait)
et Fg << Fc
sauf erreur
|Fg| = |Fc| <=> Gm2/d2=3.67 10-21
<=> m2=3.67 10-21 d2 / G
avec G = 6.7 10-11 USI et d = 10-3 m
donc m2 
0.5 10-21 x 10-6 x 1011 0.5 10-16 USI
donc m 10-8 kg
on ne cherche pas la valeur exacte de m, ici, mais seulement un ordre de grandeur
Oui j'ai compris mais comment tu trouves 0.5 ? A cause d'arrondi parce qu'on cherche l'ordre de grandeur?
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