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Millikan, Yes He Can !

Posté par
SilverCraft
06-11-17 à 12:48

    On observe l'équilibre de différente gouttelettes de même rayon  R = 2,07 um pour les valeurs suivantes de la tension U :
                                       6,92*103 V            8,29*103 V
                                       1,04*103 V            1,39*103 V
                                       2,08*103 V             4,13*103 V

     A partir de ces résultats expérimentaux, construire la démarche qui a permis à Millikan d'arriver à sa conclusion.

-Données : - Volume d'une sphère de rayon R : V = 43.R3
                         -Masse volumique de l'huile : ph = 9,12 * 102Kg.m-3
                         Intensité de la pesenteur : g = 9,8 N.Kg-1



Je galère comme jamais sur se problème donc se serait cool si quelqu'un pourrai me donner son aide .

Millikan, Yes He Can !

Posté par
dirac
re : Millikan, Yes He Can ! 06-11-17 à 13:25

Hello

Il faut déjà que tu es en tête le résultat obtenu: Millikan démontre que les charges des gouttelettes sont "toujours" des multiples d'une charge élémentaire q

Chaque gouttelette est électrisée par frottements (Millikan procédait autrement il me semble mais c'est pas grave)

Une gouttelette introduite entre les armatures du condensateur est soumise à 3 forces (on va négliger le frottement car on va écrire la condition d'équilibre):

- son poids
- la poussée d'archimède
- la force électrique qu'exerce le champ E sur sa charge


Toute autre valeur étant connue, l'équilibre va fournir une relation entre E et Q

où Q est lié à la valeur élémentaire q par un facteur entier

Est ce plus clair?

Posté par
SilverCraft
re : Millikan, Yes He Can ! 06-11-17 à 14:13

Salut

Déjà merci pour ta réponse.
Ton résonnement m'as plutôt pas mal aidé sur les calculs à faire pour parvenir au résultat.  Mais il reste toute fois des zones d'ombre.
-Les deux plaque distante de 2cm sont parcouru par un courant U uniforme et perpendiculaire aux plaque ou l'intensité du courant U varie ( d'où les 6 valeurs de U).
-son poids : P → = 4 3 π r 3 ρ h g → {\displaystyle {\vec {P}}={4 \over 3}\pi r^{3}\rho _{h}{\vec {\mathrm {g} }}}
-la poussée d'Archimède : F → A = − 4 3 π r 3 ρ a g → {\displaystyle {\vec {F}}_{A}=-{4 \over 3}\pi r^{3}\rho _{a}{\vec {\mathrm {g} }}}; ρa la masse volumique de l'air 
-Mais il me manque l'intensité du champ électrostatique; si tu pouvais me dire comment le trouver sa m'aiderais grandement.

Merci d'avance.

Posté par
SilverCraft
re : Millikan, Yes He Can ! 06-11-17 à 15:02

Désoler les formules sont illisible, les voila en mieu ecrit.

Millikan, Yes He Can !

Posté par
dirac
re : Millikan, Yes He Can ! 06-11-17 à 15:14

Bon il est temps pour toi d'apprendre Latex (Karl Marx disait: "Latex c'est comme ranger sa chambre, le plus dur c'est de s'y mettre")

OK pour le poids et la force d'Archimède.

Citation :
courant U


U n'est pas un courant ... c'est la tension entre les bornes du condensateur

Donc E = \frac{U}{d}   et  F_{elec} = Q.E  où Q est la charge de la goutte

A toi ...

(Karl Marx parlait de la Révolution et pas de Latex, tu l'auras compris )

Posté par
SilverCraft
re : Millikan, Yes He Can ! 07-11-17 à 12:54

OK merci à toi je vais finir ce DM et j'envoie la réponse sur le forum.

Posté par
dirac
re : Millikan, Yes He Can ! 07-11-17 à 13:02

Citation :
et j'envoie la réponse sur le forum


Posté par
antoni22
re : Millikan, Yes He Can ! 12-04-18 à 14:56

Bonjour, j'ai réalisé tous mes calculs mais je bloque au niveau de la tension U et ces 6 données ne m'aident pas, je ne sais pas quelles données choisir. Je vous laisse mes résultats (trouvés à l'aide de ce post):
Poids: 3.32.10e-13 N
Archimède : 4.71.10e-16 N
Voilà les essais :
E=u/d, u=6.92.10e3 V, d=2.10e-2 m
E = 346000 V/M
Après je suis bloqué...merci de votre aide.

Posté par
dirac
re : Millikan, Yes He Can ! 14-04-18 à 07:55

Hello

Je suis d'accord avec tes valeurs numériques.

A noter que la force d'Archimède étant 1 millier de fois plus petite que la force de pesanteur, elle peut (sans doute) être négligée (d'ailleurs l'énoncé ne donne pas la masse volumique de l'air)

L'équilibre d'une goutte d'eau de masse m et de charge Q se traduit par

m.\vec{g} + Q.\vec{E} = \vec{0}     soit     Q = \frac{mg}{E}

Tu peux donc pour les différentes valeurs de E, calculer les valeurs de Q

U (V)                     E (V/m)                Q (Cb)

6,92E+03            3,46E+05      9,62E-19   
8,29E+03           4,15E+05      8,03E-19   
1,04E+04           5,20E+05      6,40E-19   
1,39E+04           6,95E+05      4,79E-19   
2,08E+04           1,04E+06      3,20E-19   
4,13E+04           2,07E+06      1,61E-19

Arrivé là, tu notes que la plus petite valeur de Q  est Qmin = 1,61.10-19 Cb

Tu calcules alors le facteur Q/Qmin

U (V)            E (V/m)          Q (Cb) Facteur

6,92E+03    3,46E+05 9,62E-19   5,97
8,29E+03   4,15E+05 8,03E-19   4,98
1,04E+04   5,20E+05 6,40E-19   3,97
1,39E+04   6,95E+05 4,79E-19   2,97
2,08E+04   1,04E+06 3,20E-19   1,99
4,13E+04   2,07E+06 1,61E-19   1,00

Et là, miracle ... les charges mesurées sont toujours multiples de cette plus petite valeur .  On vient donc de prouver la quantification de la charge électrique et de trouver sa valeur élémentaire.

Bien sur, avec 6 relevés, on peut se demander si la charge minimale trouvée est bien la valeur élémentaire (et pas 2 fois ou bien ... 28 fois cette valeur élémentaire) mais cette restriction tombe si tu effectues l'expérience plusieurs fois avec un grand nombre de relevés et que tu trouves toujours la même plus petite valeur de Q

Posté par
antoni22
re : Millikan, Yes He Can ! 14-04-18 à 11:25

Salut,

Merci, effectivement j'ai utilisé q=f/E vu que j'avais E=346000 N/C et f=3.32.10e-13 N. J'ai donc trouvé 9.61.10e-19 C mais il me manquait la démarche de le faire avec les 6 tensions différentes pour trouver 1.6.10e-19 C.

Posté par
fraigneau
re : Millikan, Yes He Can ! 18-04-18 à 16:16

bonjour,
désole mais moi aussi je ne comprend pas tout bien.
je fait le calcule du poids comme vous avez dit et je trouve pas les même valeur, je ne comprend rien
je me retrouve avec P=1.86e-13
pourtant je fait bien : volume d'une sphère x masse volumique x intensité de pesanteur
merci de m'aider  

Posté par
odbugt1
re : Millikan, Yes He Can ! 18-04-18 à 17:14

Bonjour,

Tu renverses les rôles :
C'est à toi d'exposer le détail de ton calcul si tu veux qu'on le vérifie !
Sans compter qu'un résultat sans unité n'a aucun sens.



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