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Magnétisme, deux rails conducteurs

Posté par
grievous
22-07-13 à 14:54

Bonjour voici mon énoncé:
Les deux rails conducteurs rectilignes sont inclinés de alpha=45 degré sur l'horizontale, parallèles entre eux, et séparés de AB=10 cm. Une tige de cuivre cylindrique de masse 3g est libre de rouler sans frottement sur ces deux rails et assure entre eux un contact électrique. Elle reste toujours perpendiculaire aux deux rails. La résistance électrique du circuit ainsi formé est négligeable. Cette tige est placée dans l'entrefer d'un aimant magnétique en U, qui crée autours de la tige un champ magnétique uniforme, vertical et convenablement orienté, de valeur 100 mT. Les deux rails sont reliés aux bornes d'un générateur continu de force électromotrice 15V et de résistance interne 1 ohm en série avec un rhéostat de résistance R du rhéostat permet de réaliser l'immobilité de la tige de cuivre?

La réponse est : 4 ohm

Je n'arrive pas a trouver ce résultat.

TCI; accélération nulle donc m.g.sinALPHA = F.cosALPHA
F=30N

On connaît la formule de la force de Laplace:
F=I.L.B
I=E/(R+r)
I=3000A
R= (E/I)-r
R=-1 ohm valeur impossible

Je le refais dans tout les sens mais je n'arrive pas au bon résultat pouvez vous m'aider? Merci

Posté par
krinn Correcteur
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 22-07-13 à 19:21

bonsoir,

ça fait longtemps qu'on ne s'est pas croisé!

à l'équilibre: F = mg = 3 10-2 N

Citation :
Une tige de cuivre cylindrique de masse 3g

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 22-07-13 à 19:25

Je dirais plutôt qu'à l'équilibre F= 3 x10 = 30N non?

Posté par
krinn Correcteur
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 22-07-13 à 19:38

non, m = 3g = 3 10-3 kg donc mg = 0,03 N

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 22-07-13 à 20:00

Oh la la mais quelle novice je suis..... Désole de t'avoir fait perdre du temps

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 22-07-13 à 20:21

Ps je pensais que on se basait sur les g comme base de mesure au lieu des kg pour le calcul du poid

Posté par
krinn Correcteur
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 22-07-13 à 21:51

eh non, l'USI de masse c'est bien le kg

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 22-07-13 à 22:21

Merci beaucoup krinn

Posté par
J-P
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 23-07-13 à 13:53

F = mg.cos(45°) = 0,003*10/V2 = 0,0212 N (composabte du poids suivant le plan incliné).

F1 = BI.l.cos(45°) (force magnétique)
F1 = 0,1 * 15/(R+1) * 0,1/V2 = 0,15/[V2(R+1)]

0,0212 = 0,15/[V2.(R+1)]
V2 (R+1) = 0,15/0,0212
R = 4 ohms
-----
Sauf distraction.  

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 23-07-13 à 14:57

Merci jp

Posté par
krinn Correcteur
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 23-07-13 à 22:46

bonsoir,

il faut que tu te ressaisisses, grievous !
non seulement je dois te rappeler que l'unité de masse est le kg
mais en plus, il faut que JP t'explicites le calcul pour être sûr que tu aies bien compris!

je sais bien que c'est les vacances, mais qd meme !

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 24-07-13 à 07:46

Salut krinn
Le seul soucis que j'avais était l'unité de masse en kg et non en gramme. Mais a pars cela mon raisonnement était correct et collait avec celui du livre. Je n'ai pas demande a ce qu'on me fasse tout le calcul. Jp l'as quand même fait et je l'ai remercié ce qui est la moindre des choses.

Posté par
J-P
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 24-07-13 à 11:07

grievous,

Oui, mais si tu refais exactement ce que tu avais fait, juste en corrigeant les g et les kg ...
Tu n'arriveras pas à la bonne réponse.
Essaie.

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 24-07-13 à 13:11

Théorème des énergies cinétiques :
Somme forces extérieurs = 0
Donc -F+P=0.    Alors  P=F
Si on projette ces forces sur l'axe de la pente (désole mais pièces jointes impossible sur le téléphone):
m.g.sinALPHA= F.cosALPHA
3.10^-3x10xsin45 = F.cosALPHA
Donc F= 2,12.10^-2/cos.45
F=0,03N
Selon la formule de la force de Laplace:
F=I.L.B
I=F/(L.B)
I=0,03/(0,1x0,1)
I=3A
Selon la loi de Pouillet:
I=E/(R+r)
R=(E/I)-r
R=(15/3)-1
R=4 ohm

Posté par
krinn Correcteur
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 25-07-13 à 00:12

Citation :
Théorème des énergies cinétiques :
Somme forces extérieurs = 0


c'est la loi fondamentale de la dynamique, pas le théoreme de l'Ec

Citation :
Donc -F+P=0. Alors P=F

non, tu as oublié des forces dans ton bilan

Citation :
Une tige de cuivre cylindrique de masse 3g est libre de rouler sans frottement sur ces deux rails

mais ça ne change rien à la projection

Posté par
grievous
re : Magnétisme, deux rails conducteurs 25-07-13 à 01:44

Oui absolument c'est le TCI et pas le TEc j'ai été trop vite

Ensuite j'ai oublier de parler d'une force: la réaction normale R du rail sur la tige de cuivre. Étant perpendiculaire au plan d'étude c'est a dire l'axe "rail" R=0



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