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Loi d'Ohm

Posté par
thomas35
04-09-12 à 19:23

Bonsoir,
je bute sur cet exercice dans lequel j'ai l'impression qu'il me manque une donnée (ce qui ne doit pas être le cas):

Des électrons sont accélérés dans un tube TV par une tension de 10KV. A quelle vitesse vont-ils heurter l'écran, en supposant que toute l'énergie qu'ils acquiert est sous la forme d"énergie cinétique ?

Voila, si quelqu'un peut m'éclairer
Je sais simplement que Ec=1/2mV² mais j'ai l'impression que ça ne suffit pas !

Merci d'avance

Posté par
alban
re : Loi d'Ohm 04-09-12 à 20:13

Bonjour,

Que dit le théorème de l'énergie cinétique ?


ps : votre question n'a rien à voir avec la loi d'Ohm.

Posté par
thomas35
re : Loi d'Ohm 04-09-12 à 20:33

Merci de la réponse rapide,
Voila ce que j'ai j'ai trouvé sur le  théorème de l'énergie cinétique : La variation d'énergie cinétique d'un système lors d'un déplacement d'un point A à un point B est égale à la somme des travaux des forces extérieures qui s'exercent sur le système entre A et B.
Cela ne m'avance pas beaucoup puisque je ne connais ni le point A, ni le point B, ni le temps.
Je suis vraiment bloqué.
Loi d'Ohm, c'est l'intitulé de l'exercice...Bizarre en effet

Posté par
bibe
re : Loi d'Ohm 04-09-12 à 20:49

Bonjour,

J'aurai effectuer un PFD en ne tenant pas compte du poids vu la faible masse de l'électron et la seule force en présence serait la force due au champ électrique (force de Lorentz): \vec{F}=q\times \vec{E}  avec q=-1,6.10-19 C
Mais pour cette méthode, qui n'est pas forcément juste mais c'est comme ça que j'aurai procédé au premier abord, il manque la distance parcourue par l'électron pour obtenir le temps que mettra l'électron à parcourir cette distance qui nous donnera ensuite la vitesse de l'électron au moment de "l'impact" avec l'écran.

Enfin voilà, je ne t'ai sûrement pas aidé mais au moins ça te donne peut être une autre "piste" de recherche...

Posté par
thomas35
re : Loi d'Ohm 04-09-12 à 20:55

Merci bibe,
en effet j'ai déjà exploré cette piste mais j'ai l'impression qu'il manque un truc...

A suivre, toutes les pistes sont les bienvenues...

Posté par
alban
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 07:26

Re,

Je ne vous demandais pas d'énoncer le théorème de l'énergie cinétique, mais de l'appliquer à votre exercice.

bibe : votre méthode ne donnera rien, et elle ne servira qu'à emnbrouiller thomas35 un peu plus.... donc....



Si on considère un seul électron, il est soumis à un champ électrique dans le tube. Il subit donc la force électrostatique indiquée par bibe.

Prenez :
état initial = 1 = électron à l'entrée du tube, vitesse nulle
état final = 2 =  électron à la sortie du tube, vitesse v

On travaille à une dimension, je ne note pas les vecteurs, ça ne servirait à rien.

Que dit le théorème de l'énergie cinétique ?  Qu'entre 1 et 2 on a \mathcal{E}_{c,2} - \mathcal{E}_{c,1} = W avec W le travail des forces exercées sur l'électron.

Quel est le travail effectué par la force électrique sur l'électron ? \delta W = F dx = q E dx, donc W = qEd, où d est la distance parcourue par l'électron.

Maintenant, dites moi quelle est la définition de la tension entre deux points ? Et pourquoi on n'a pas besoin de d ? (et accessoirement, pourquoi je vous ai donné la réponse avec tout ce que j'ai écrit....).

Posté par
J-P
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 16:19

Pour un électron, accéléré par une tension de 10^4 volts : E = 10^4 eV = 10^4 * 1,602.10^-19 J = 1,602.10^-15 J

(1/2).mv² = 1,602.10^-15

avec m = 9,109.10^-31 kg la masse d'un électron

v² = 2 * 1,602.10^-15/(9,109.10^-31) = 3,517.10^15

v = 5,93.10^7 m/s
-----
Sauf distraction.  

Posté par
alban
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 19:20

J-P toujours aussi détestable à pourrir les réponses que les autres se donnent la peine de rédiger pour essayer de faire comprendre quelque chose à la personne qui pose la question.....

Il est évidemment tellement plus facile de balancer des calculs illisibles et de rajouter à la fin "sauf distraction" que de s'assurer que le problème est compris.

Posté par
J-P
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 19:28

Citation :
Alban a écrit :

bibe : votre méthode ne donnera rien.


En es-tu bien sûr ?

Tous les chemins mênent à Rome.
--------------
Voila le chemin indiqué par bibe ...
Qu'on peut évidemment raccourcir comme je l'ai fait par exemple dans ma réponse précédente.

Soit d la distance à parcourir (entre l'éndroit où les électrons sont émis et l'écran)

Dans cet intervalle il reigne un champ électrique E = U/d (U = diff de potentiel appliquée (ici 10 kV))

F = q.E (avec q la charge de l'électron et F la force appliquée à 1 électron)
F = q.U/d

et F = ma (avec m la masse de l'électron et a son accélération).

ma = q.U/d
a = q.U/(md)

on est dans un MRUA :

d = at²/2
v = at (vitesse initiale quasi nulle)

d = q.U.t²/(2md)
v = q.U.t/(md)

t = mdv/(qU)

d = q.U.(mdv/(qU))²/(2md)

2md² = q.U.(m²d²v²/(q²U²))
2 = (mv²/(qU)
v² = 2qU/m

v = racine(2qU/m)

v = racine(2*1,602.10^-19*10^4/(9,109.10^-31))

v = 5,93.10^7 m
-----
Sauf distraction.  

Posté par
J-P
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 19:29

lire v = 5,93.10^7 m/s à la fin de mon message précédent.

Posté par
alban
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 19:29

Je rajoute : J-P, vous qui êtes si fort, pouruqoi ne répondez-vous pas aux multiples questions posées ici qui sont un peu plus subtiles, qui portent sur de la vraie physique, et qui demandent un peu plus que d'aligner 5 lignes de calculs illisibles ? Evidemment, faut savoir un peu de physique pour cela....

Posté par
alban
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 19:31

Citation :
Tous les chemins mênent à Rome.

Désolé, je pense que bibe, tout comme moi, c'est pas retraité et qu'il n'a donc pas forcément des années devant lui pour résoudre un exercice qui demande 3 secondes (en étant large) avec la bonne méthode.

Ca n'est pas parce qu'il y a des méthodes inélégantes, lourdes et qui permettent de faire des tas d'erreurs facilement, qu'il faut les préférer aux méthodes intelligentes, élégantes, rapides et fiables. Mais je sais que je n'arriverais pas à vous convaincre, ou te convaincre, comme tu/vous veux/voulez.

Posté par
J-P
re : Loi d'Ohm 05-09-12 à 19:32

Alban,

Comme tu vois, certains balancent des réponses illisibles et d'autres racontent des bêtises en assurant que le chemin indiqué par d'autres ne peut pas aboutir.

Entre les 2, lequel est préférable.

Moi non plus, je te t'aime pas.

Suffisant et prétentieux.
Moi je ... et les autres ne savent pas.



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