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Lois de Newton

Posté par
Sara
19-01-13 à 11:12

Bonjour j'aurais besoin d'aide pour cet exercice. Merci d'avance de votre aide.
Principe de l'oscilloscope
Le tube électronique est une enceinte où règne un vide poussé. les électrons,accélérés dans un canon à électrons, pénètrent en O avec une vitesse vecteur Vo de direction horizontale entre les deux plaques horizontales P1 et P2 d'un condensateur plan.
On impose entre les deux plaques une tension U qui dévie le faisceau d'électrons vers le haut. les électrons sortent du condensateur au point S. Après le point S, les électrons ont un mouvement que l'on peut considérer rectiligne est uniforme. ils frappent l'écran au point A en formant un spot lumineux.
Ya = O'a représente la déviation du spot sur l'écran.


Un oscilloscope permet de mesurer la tension électrique U grâce à la déviation d'un faisceau d'électrons. Quel est le principe de cette mesure?
Donnée: dans cette exercice on ne tiendra pas compte du poids de l'électron.
1. on suppose que le champ vecteur E est uniforme entre les plaques P1 et P2.
déterminer les caractéristiques suivantes:
- la direction et le sens du champ vecteur E entre les plaques
- la direction, le sens et l'expression littérale de la valeur de l'accélération vecteur a d'une électron (en fonction de e,E,m)
- les coordonnées de ax et ay du vecteur accélération
2. a) établir que l'équation de la trajectoire des électrons entre les plaques P1 et P2 est y=(eE/2mVo²)*x²
b) quel est la nature de sa trajectoire?
c) Déterminer l'expression de la déviation Ys en fonction de e, m, d(distance entre les plaques) et l(longueur des plaques). vérifier que Ys est de la forme Ys=kU.
3. on montre que Ya = Ys*(2L/l)
a) établir l'expression de Ya en fonction de U.
b) Qu'observe-t-on sur l'écran si U diminue sans changer de signe ? si U change de signe ?


Alors pour la 1, j'ai mis que les caractéristiques de E : direction verticale et sens de P2 vers P1 donc du bas vers le haut
Mais je ne comprend pas comment on arrive à connaitre les caractéristiques de l'accélération

Lois de Newton

Edit Coll : image recadrée

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-01-13 à 12:21

Bonjour,

Exercice posté et corrigé récemment dans ce forum.

Fais une recherche !

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Posté par
Sara
re : Lois de Newton 19-01-13 à 13:09

Ha d'accord merci alors

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-01-13 à 13:15

Je pense que tu as trouvé : Loi de newton

Pose des questions si tu as encore des difficultés malgré les nombreuses explications.

Posté par
Sara
re : Lois de Newton 19-01-13 à 13:25

Excusez moi mais je ne comprends pas pourquoi le sens de E est vers le bas parce que l'électron est dévié vers le haut donc je pensais que sa déviation était dut au sens de E qui était inverse à celui de l'électron :s

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-01-13 à 13:31

La force \vec{F} sur un corps chargé électriquement de charge q placé dans un champ électrique \vec{E} est :

\vec{F}\;=\;q.\vec{E}

La charge d'un électron est négative, donc q < 0

L'énoncé dit que les électrons sont déviés vers le haut. C'est donc que la force à laquelle ils sont soumis dans le champ est vers le haut.

Puisque la force et le champ ont des sens opposés (q étant négatif) c'est que le champ \vec{E} a lui un sens vers le bas !

Posté par
Sara
re : Lois de Newton 19-01-13 à 13:42

D'accord donc si j'ai compris le vecteur E n'a pas d'influence en fait, il faut d'abord réfléchir sur le sens de l'électron pour pouvoir connaître le sens de E comme ils sont inverse. Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-01-13 à 13:47

Pour cet exercice-ci, oui.
Il faudrait réfléchir à l'ordre des arguments pour un autre exercice.
__________

On ne peut pas parler du "sens de l'électron" ; il faut parler du sens de la force à laquelle est soumis l'électron : ici une force vers le haut.

Posté par
Sara
re : Lois de Newton 19-01-13 à 14:36

Désolé mais je ne comprends pas trop la question 2.a, il faut faire la dérivé du vecteur V0 et de l'accélération  ?

Posté par
Sara
re : Lois de Newton 19-01-13 à 14:58

En fait c'est bon j'y suis arrivée

Posté par
Sara
re : Lois de Newton 19-01-13 à 15:42

Et pour le 2.c je ne comprends pas pourquoi on se sert de y=(eE/2m v0^2)*L^2 puisque c'est la formule de la trajectoire des électrons entre les plaques et que ys commence à la sortie des plaques ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-01-13 à 17:45

Attention : il ne faut pas confondre L (L majuscule, distance entre la mi-longueur des plaques et l'écran) et l (l minuscule, longueur du trajet entre les plaques).

Posté par
Sara
re : Lois de Newton 19-01-13 à 18:47

Oui merci je m'en suis rendue conte un peut tard :s

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 11:13

Bonjour, je n'arrive pas a conclure pour la question 3b et est ce que pour la 3a) yA = (e*l²)/(2mVo²)*U*(2L)/l ???

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 11:29

Bonjour,



Peux-tu écrire l'expression de yS (ordonnée des électrons à la sortie des plaques) telle que tu l'as trouvée à la question 2c ?

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 14:03

yS = ((e*l²)/(d*2m*Vo²))*U nn ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 14:10

Exact !

Il reste à multiplier par 2L / l
et à simplifier
pour trouver la valeur de yA

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 16:26

On a donc ((e*l*2L)/(d2mVo²))*U
Qu'observe-t-on sur l'écran si U diminue sans changer de signe ? si U change de signe (je n'ai pas comrpis cette question ?? est ce vous pouvez me donner une piste svp ?)

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 16:29

Il reste un 2 au numérateur et un autre 2 au dénominateur : simplification !

Que se passe-t-il si on change la plaque positive en plaque négative et inversement ?

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 16:34

l'intensité de la lumière sera moins importante ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 16:42

Que se passe-t-il pour U ?
Que se passe-t-il pour \vec{E} ?
Que se passe-t-il pour \vec{F}\;=\;q.\vec{E} ?
Que se passe-t-il pour \vec{a} ?

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 16:53

Si U diminue alors yA diminue
vecteur(E) diminue et donc F diminue donc l'accélération sera plus faible ????
Si U change de signe il n'y aura plus l'apparition du spot lumineux c'est ca nn ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 16:57

Oui pour les diminutions.

Si on change le signe de la différence de potentiel (de la tension) au lieu de dévier vers le haut, le spot dévie vers le bas.

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 17:01

merci our la a on doit expliquer par un calcul ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 17:04

Je ne comprends pas ta question.

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 17:23

faut -il faire des calculs pour montre que a diminue ???

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 17:28

On t'a fait établir que la déviation est de la forme k.U

donc...

Proportionnalité entre la valeur de la déviation et U : diminution, augmentation, changement de signe... tout s'explique avec cette proportionnalité.

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 18:38

svp est ce que vous pouvez m'aider pour la question 2a) je n'arrive pas a trouver le calcul entre v0 et l'équation de la trajectoire

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 10-02-13 à 18:47



Je croyais que tu avais fini...
__________

Vecteur vitesse à l'entrée du champ...

Vecteur accélération dans le champ...

Vecteur vitesse dans le champ (en fonction de t)...

Vecteur position dans le champ (en fonction de t)...

Élimination de t et équation de la trajectoire.

Posté par
blabla2710
re : Lois de Newton 10-02-13 à 18:53

vecteur(v0)(v0,0)
vecteur(a)(0,(e*E)/m)
vecteur(v)je n'arrive pas a le trouver justement !
je ne comprends rien !

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 11-02-13 à 08:27

Oui, il ne suffit pas de copier des réponses données par d'autres. Il faut aussi apprendre son cours...
____________

Le champ électrique \vec{E} :

\vec{E}\; : \; \begin{array}{|c}0\\-E \end{array}

Bilan des forces ; la résultante \vec{F} des forces appliquées à l'électron :

\vec{F}\;=\;q.\vec{E}\;=\; -e.\vec{E}\; : \; \begin{array}{|c}0\\e.E \end{array}

Le principe fondamental de la dynamique (ou seconde loi de Newton) ; l'accélération \vec{a} de l'électron de masse m :

\vec{a}\;=\;\frac{\vec{F}}{m}\; : \; \begin{array}{|c}0\\\frac{e.E}{m} \end{array}

Les conditions initiales pour l'électron, assimilé à un point M, à son entrée dans le champ :

Vitesse initiale \vec{V}(0) :

\vec{V}(0)\; : \; \begin{array}{|c}V_0\\0 \end{array}

Position initiale \vec{OM}(0) :

\vec{OM}(0)\; : \; \begin{array}{|c}0\\0 \end{array}

Vitesse dans le champ \vec{V}(t) :

\vec{V}(t)\; : \; \begin{array}{|c}V_0\\ \frac{e.E}{m}.t \end{array}

Position dans le champ \vec{OM}(t) :

\vec{OM}(t)\; : \; \begin{array}{|c}x(t)\;=\;V_0.t\\y(t)\;=\; \frac{1}{2}.\frac{e.E}{m}.t^2 \end{array}

L'équation de la trajectoire y(x) se trouve en "éliminant" t entre les deux équations x(t) et y(t)



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