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Le potentiel de ykawa

Posté par
lop49
26-02-10 à 21:27

Bonjour,

Je n'arrive pas à résoudre (encore) un problème de physique sur le potentiel de Yukawa. L'énoncé est :
Dans l'espace rapporté à un repère R(o,i,j,k) (galiléen) on a un champ électrique provenant du potentiel :
V(r) = q/(40)*1/r*e-r/a avec a une constante arbitraire.
Le but est de retrouver la distribution de charge correspondante.

A. Distribution de charges :
1. déterminer le champ électrique associé au potentiel V(r)
2. Exprimer le flux du champ à travers une sphère de rayon r.
3. En déduire 2 renseignements sur la distribution de charges en faisant tendre r vers 0 ou vers .

B. Densité volumique de charges :
1. Déterminer le flux du champ électrique sortant à travers une couronne sphérique (r, r+dr)
2. En déduire la densité volumique de charges (r)


Je ne sais même pas par où commencer ... je n'arrive pas à faire le a.1 ... je ias continuer à chercher mais quelqu'un peut m'aiguiller, me donner des conseilles, m'aider?

Merci beaucoup

Posté par
lop49
re : Le potentiel de ykawa 26-02-10 à 22:26

Voilà ce que j'ai pour le moment :

A.1) Pour une symétrie sphérique, le champ vect(E) est radial et il ne dépend que de r donc vect(E)=Er(r)vect(Ur) et Er(r) = -dV/dr = q/(4[sub]0r²)*(1+r/a)*e-r/a

Ensuite je suis bloqué pour le flux

Posté par
lop49
re : Le potentiel de ykawa 26-02-10 à 22:28

Erratum ... correction

Er(r) = -dV/dr = q/(40r²)*(1+r/a)*e-r/a

Posté par
donaldos
re : Le potentiel de ykawa 26-02-10 à 22:36

Qu'est-ce qui te pose problème pour le calcul du flux?

Posté par
lop49
re : Le potentiel de ykawa 26-02-10 à 23:02

Je viens de le faire, c'est comme les autres cas en faite :

Le champ électrique est à symétrie sphérique vect(E)(x,y,z)=Er(r) donc le cmap électrique est uniforme sur une sphére de rayon r et de centre O et est dirigé selon le rayon. La répartition des charges est donc à symétrie sphérique.

=E(R)ds = E(R)*S = E(R)4

C'est bien ça ?


Pour la partie A.3 : je ne voit pas trop quoi dire .
r->0 donc ra ce qui nous donne V(r)q/(40r) et E(r)q/(40r²). Nous avons un potentiel =q/(40r).

r-> donc ra nous avons V(r)0 et E(r)0.

Mais ça ne répond pas vriament à la question ça.
Et parcontre pour la partie 2 (le B) je suis entrain de voir mais je ne sais pas comment démarrer.

Posté par
donaldos
re : Le potentiel de ykawa 26-02-10 à 23:22

On ne te demande pas de calculer la valeur du champ quand r tend vers 0 ou +\infty, on te demande de calculer la valeur du flux.

Tu es bien entendu censé relier le flux à la charge contenue dans la surface de Gauss à travers laquelle ce dernier est calculé...

Posté par
lop49
re : Le potentiel de ykawa 26-02-10 à 23:47

Ha oui c'est au niveau du flux j'avais pas fait attention. Mais là je ne voit pas conclure même si ça parait logique. Si on fait tendre r->0 on va trouver un flux nul et si r->+ le flux tendra vers +...


pour la question b.1 pour le flux du champ électrique sortant.
J'ai, d'après le théorème de Gauss on a calculé précédement le flux , on peut en déduire Q.
Q(r)=0*=e-r/a*q(1+r/a).
Nous avons une symétrie sphérique dons la densité volumique de charge est uniforme dans une couronne sphérique r, r+dr. Mais que faire après ?

Posté par
donaldos
re : Le potentiel de ykawa 27-02-10 à 00:03

Il te reste a exprimer le volume {\rm d}V de cette couronne et à en déduire la valeur de \rho(r)=\frac{{\rm d} Q}{{\rm d}V}.

Posté par
lop49
re : Le potentiel de ykawa 27-02-10 à 00:17

On a donc dv=4r²dr et là j'ai un problème de mathématique, comment faire Qint/dv avec dv=4r²dr

Posté par
lop49
re : Le potentiel de ykawa 27-02-10 à 00:28

Euh, désolé la fatigue levé depuis 4h ...

j'ai donc trouvé (r)=-e-r/a*q/(4ra²)

Posté par
donaldos
re : Le potentiel de ykawa 27-02-10 à 09:47

C'est correct.

Il ne te reste plus qu'à comparer le signe de \rho(r) avec celui de Q(r) et à utiliser la question A.3 pour conclure sur la distribution.

Posté par
lop49
re : Le potentiel de ykawa 27-02-10 à 13:31

Pour ça faut encore que je trouve quoi  dire à la question A.3

Posté par
donaldos
re : Le potentiel de ykawa 27-02-10 à 14:07

On te demande juste de calculer Q(0) et \lim\limits_{r\rightarrow +\infty} Q(r).

Posté par
Au-secours
re : Le potentiel de ykawa 03-03-11 à 15:54

Moi j'ai aussi ce problème de maths, je n'arrive pas à diviser Qint par dV=4r²dr. Comment as-tu fait ?



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