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Niveau seconde
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Loi De Coulomb

Posté par
MatheoB
29-11-21 à 18:37

Bonsoir je suis un élève de seconde et j'ai un exercise que je ne sait pas comment le faire à propos de la loi de Coulomb:

Deux sphères métalliques identiques A et B; portant des charges égales q, sont fixées. Elles se repoussent avec une force de 2.10^-5 N. Une sphère métallique C, identique à A et B, initialement non-chargée, est mise en contact avec A, puis avec B et est ensuite placée à mi-distance entre A et B.
Quelles sont, alors, les charges électriques portées par chaque sphère et les forces électriques (en N) exercées sur chacune d'elles?




Mais pour savoir les charges portées par chaque sphère je dois au moins savoir la charge initiale de A ou de B.

Merci pour toute réponse

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 29-11-21 à 19:22

Bonsoir,

Bienvenue sur le forum !

Tu es sûr qu'il s'agit d'un exercice de seconde ? On aborde normalement ce sujet en première, voici une fiche de cours sur le sujet : [lien]

Pour répondre à ta question :

Citation :
Mais pour savoir les charges portées par chaque sphère je dois au moins savoir la charge initiale de A ou de B.


L'énoncé te donne la réponse :

Citation :
Deux sphères métalliques identiques A et B; portant des charges égales q, sont fixées


Quand tu mets deux pièces métalliques en contact, leurs charges s'ajoutent et se répartissent uniformément sur celles-ci.

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 29-11-21 à 19:31

Oui je suis sûr, je ne vis pas en France et de plus c'est le livre scolaire national de la physique pour la seconde. Enfin bref merci de m'avoir consacré du temps😊

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 29-11-21 à 19:34

ça marche !

Je t'ai donné une indication importante : je te conseille de faire un schéma pour comprendre, étape par étape, comment les charges vont se répartir entre A, B et C.

Puis la loi de Coulomb est abordée dans la fiche fournie.

Je te laisse y réfléchir ...

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 29-11-21 à 19:36

Ça marche, mais je dois trouver la charge des sphères après le contact avec C exact?

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 06:35

Citation :
Une sphère métallique C, identique à A et B, initialement non-chargée, est mise en contact avec A, puis avec B et est ensuite placée à mi-distance entre A et B.


Etat initial :
A : chaque q
B : charge q
C : non chargée (q = 0)

Etape 1 : C mise en contact avec A

Etape 2 : C mise en contact avec B (après A)

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 06:39

D'accord merci beaucoup❤

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 06:45

Sachant que : "quand tu mets deux pièces métalliques en contact, leurs charges s'ajoutent et se répartissent uniformément sur celles-ci", tu devrais t'en sortir pour proposer une charge pour A, B et C à l'état final.

Puis appliquer la loi de Coulomb sachant que C :

Citation :
placée à mi-distance entre A et B

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 06:47

👍

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 11:04

Désolé de te déranger mais si j'ai bien compris je dois proposer une charge pour A et à partir de cette charge je dois continuer l'exercise?

NB: j'ai lu la fiche que vous m'aviez envoyé mais le prof n'a expliqué que le loi de Coulomb et que si deux forces ont un même signe elles se repoussent et si elles ont des signes opposées elles sattirent. Donc je n'ai rien compris de la fiche à pars ce que le prof a expliqué.

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 17:48

Il faut déjà que tu commences par répondre à ceci :

Etat initial :
A : qA = q
B : qB = q
C : non chargée (qC = 0)

Etape 1 : C mise en contact avec A
qC = ?
qA = ?


Etape 2 : C mise en contact avec B (après A)
qC = ?
qB = ?


Puis schéma de la situation représentant qA, qB et qC avec les distances et loi de Coulomb ?

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 17:57

Donc dans la première étape qC devieny égale à q?
Pouvez-vous m'aider dans la première étape car je n'arrive à aucune solution

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 19:50

Etat initial :
qA = q
qC = 0

A et C sont mises en contact : quand tu mets deux pièces métalliques en contact, leurs charges s'ajoutent et se répartissent uniformément sur celles-ci

Donc la charge totale cumulée est Q = qA + qC = q + 0 = q

Et comme ça se répartit uniformément sur les deux boules, alors

qA = qC = ?

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 30-11-21 à 20:21

Donc qA = qC = q??

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 08:04

Non ! Car si on les remettait en contact, on aurait une charge globale Q = q + q = 2q, or on a vu que Q = q + 0 = q !

Donc si, après contact, elles se sont réparties uniformément, alors :

qA = qC = q/2

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 08:05

Puis il y a la deuxième étape (C mise en contact avec B après A)

Nouvel état initial :
qA = q/2
qB = q

A et B sont mises en contact : quand tu mets deux pièces métalliques en contact, leurs charges s'ajoutent et se répartissent uniformément sur celles-ci

Donc la charge totale cumulée est Q = qA + qB = q/2 + q = ...

Et comme ça se répartit uniformément sur les deux boules, alors

qA = qB = ?

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 08:07

D'accord mais d'où on a apporté le 2 pour le mettre comme dénominateur?

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 08:12

Il suffit de lire l'étape 1 explicitée dans le message du 01-12-21 à 08:04

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 08:19

J'ai fait une coquille dans mon message du 01-12-21 à 08:05, je reprends.

----------------------------
L'énoncé dit :

Citation :
Deux sphères métalliques identiques A et B; portant des charges égales q, sont fixées (...). Une sphère métallique C, identique à A et B, initialement non-chargée, est mise en contact avec A (= étape 1), puis avec B (= étape 2) et est ensuite placée à mi-distance entre A et B


Donc le premier état initial est le suivant :
A : qA = q
B : qB = q
C : non chargée (qC = 0)

Etape 1 : C mise en contact avec A
qC = 0
qA = q

Or lorsque deux pièces métalliques sont mises en contact, leurs charges s'ajoutent et se répartissent uniformément sur celles-ci.

Donc la charge totale cumulée est Q = qA + qC = q + 0 = q

Et comme ça se répartit uniformément sur les deux boules, alors

qA = qC = q/2

Etape 2 : C mise en contact avec B (après A)

Nouvel état initial :
qC = q/2 (calculée à l'étape 1)
qB = q

Or lorsque deux pièces métalliques sont mises en contact, leurs charges s'ajoutent et se répartissent uniformément sur celles-ci.

Donc la nouvelle charge totale cumulée est Q' = qC + qB = q/2 + q = ...

Et comme ça se répartit uniformément sur les deux boules, alors

qC = qB = ?

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 08:25

Alors q/2 + q = 3q/2

qC = qB = (3q/2)/2


Est-ce vrai?

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 09:17

Oui !

MatheoB @ 01-12-2021 à 08:25

Alors q/2 + q = 3q/2

qC = qB = (3q/2)/2 = ?


Est-ce vrai?

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 09:22

Eh bah je ne sais pas comment continuer😅

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 10:03

Il faut réviser ton cours sur les fraction du collège :

qC = qB = (3q/2)/2 = 3q/4

Etape 3 : faire un schéma de la situation sachant que :

qA = q/2
qB = 3q/4
qC = 3q/4

et que C est placée à mi-chemin entre A et B.

Là il faut étudier attentivement la fiche sur la loi de Coulomb fournie : [lien]

Avec l'indication de l'énoncé suivante :

Citation :
Deux sphères métalliques identiques A et B; portant des charges égales q, sont fixées. Elles se repoussent avec une force de 2.10^-5 N.


Tu peux faire une application numérique pour en déduire la valeur de la charge q et donc en déduire ensuite celles de qA, qB et qC à l'état final.

Puis répondre à la question finale :

Citation :
Quelles sont, alors, les charges électriques portées par chaque sphère et les forces électriques (en N) exercées sur chacune d'elles?


Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 10:30

À propos des fractions je sais qu'il faut multiplier par l'iverse du dénominateur mais je n'ai pas pris le 2...

Enfin bref comme j'ai dit auparavant plus du 3/4 de la fiche n'est pas expliqué en classe donc je ne sais pas de quelle application numérique vous parlez

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 10:58

Concentre-toi sur le §I.2.

Si tu as deux charges q qui se repoussent avec une force électrostatique Fe = 2.10-5 N, d'après la loi de Coulomb, q = ?

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 11:14

q = Fe × d² ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 12:34

Pas du tout, ce n'est pas homogène : peux-tu détailler étape par étape ton calcul ?

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 12:48

J'ai considéré que Fe = ( K × q ) /d²
Donc q = Fe × d² mais si jamais c'était juste elle devait être : q = (Fe × d²)/K

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 14:44

Tu as de nouveau commis une erreur d'inattention :

- si tu as 2 charges q espacées d'une distance d, alors la force électrostatique exercée sur chacune d'elles a pour valeur :

Fe = (K x q x q) / d² = K.q²/d²

soit q = (Fe.d²/K)

C'était pour te faire manipuler un peu cette loi car on ne connaît pas ici la distance entre les boules.

- il faut désormais faire un schéma de la situation pour l'état final et exprimer les forces en présence (tout en les représentant sur ton schéma) :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q05 - Puis-je insérer une image dans mon message ? Comment faire ? Quelle image est autorisée ?



Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 14:51

Merci beaucoup mais faire un shémo de quoi? Des deux boules A et B, et C en milieu de ces boules?

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 15:38

Oui, avec les forces électrostatiques en présence.

Puis appliquer la loi de Coulomb pour répondre à la question posée par l'exercice

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 15:42

D'accord je le fais et je vous l'envoie?

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 19:24

Si tu souhaites que j'y jette un coup d'oeil oui

Posté par
MatheoB
re : Loi De Coulomb 01-12-21 à 19:28

D'accord merci beaucoup pour tout! Je vais voir ce que je peux faire❤

Posté par
gbm Webmaster
re : Loi De Coulomb 02-12-21 à 15:48

Je t'en prie !



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