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Travail et énergie mécanique

Posté par
Amourparfait
05-01-13 à 13:31

Bonjour !
J'ai un devoir a la rentrée et je suis en train de refaire des exercices afin de mieux comprendre , en revanche je reste bloque totalement sur celui la .. Un qui etait donné par le professeur mais que l'on a jamais corrigé .. J'espere que vous pourriez m'éclaicir un peu ..

ions dans un champ électrostatique uniforme :
des molécules de dioxyde de carbone sont ionisés dans une chambre d'ionisation, produisant des ions ^12CO2+ ou ^13CO2+ selon l'isotope du carbone contenu dans la molécule. Ces ions pénètrent dans une chambre d'accélération , ou regne un vide poussé , en un point O , avec une vitesse initiale considérée comme nulle . ils sont alors accélés entre deux plaques P et N , séparées d'une distance L=10.0cm et entre lesquelles est imposée une tension Upn=4.00kV. Ils sortent en O', situé à la meme altitude que O, avec des vitesses de valeurs différentes , notées v12 et v13.

Données :
champ de pesanteur:g=9.81m.-2
charge élémentaire:e=1.60*10^-19C
masse de l'ion ^12CO2+:m12=7.31*10^-26kg
masse de l'ion ^13CO2+:m13=7.46*10^-26kg
1eV=1.60*10^-19 J

a) Dans quelle direction et dans quel sens est orienté le champ électrostatique E      regnant entre les plaques ? Justifier. Donner les caractéristiques de la force électrique F que subit chaque ion entre les plaques .
b)la force électrique est elle conservative ?
c) Calculer , en joules , puis en keV , le travail de la force électrique F entre O et O' . A quel transfert d'énergie correspond ce travail?
d) En déduire que les vitesses v12 et v13 vérifient la relation m12v12²=m13v13²
e) En utillisant la relation précédente , comparer les vitesses v13 et v13 . Conclure .

Posté par
foufou19
Demande de réponse 20-02-14 à 12:57

Bonjours je voudrai savoir si tu as eu la correction où des réponses car j'ai le meme exercice et je ne m'en sors pas j'espere que tu pourras m'aider merci d'avance

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et énergie mécanique 20-02-14 à 15:55

Bonjour,

Cet exercice a été posté il y a un an et depuis Amourparfait a cessé de venir...

Mais quelles réponses proposes-tu ? Qu'as-tu fait ? Qu'est-ce que tu ne comprends pas ? Où est ta difficulté ?

Posté par
foufou19
Suite 21-02-14 à 09:32

Bonjour jai réussi a faire jusqu al a question C  je n arrive pas a faire la suite car jain du mal a trouver la méthode a utiliser pour répondre a la question D et donc aussi la E pourriez vous m aider ? Merci  d avance

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et énergie mécanique 21-02-14 à 10:49

Peux-tu indiquer tes résultats pour les questions a) à c) ?
Je t'aiderai pour la suite.

Posté par
foufou19
suite 23-02-14 à 19:03

pour la a) jai trouvé que E est perpendiculaire aux plaques et orienté de O vers O' car Upn>0 et que F a la meme direction car F=eE dnc F=eUpn/L
F= 1,6.10^-19 x 4.10^3/0,1= 6,4.10^-15N

c) Woo'(F)= 6,4.10^-16 J = 4keV merci de m'aider

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et énergie mécanique 23-02-14 à 19:31

a) Oui
b) Ces forces sont conservatives
c) Oui
Il y a transfert d'énergie potentielle électrostatique en énergie cinétique
d) et e) Il faut maintenant utiliser le théorème de l'énergie cinétique car la question d suit la question c (comme toujours...)

Posté par
foufou19
suite 25-02-14 à 12:09

bonjour, je connais la relation de l'energie cinetique Ec(A)=1/2mv(A)² mais je sais pas comment repondre avec cette relation

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et énergie mécanique 25-02-14 à 12:12

Il faut utiliser le théorème de l'énergie cinétique.

Peux-tu ouvrir ton livre et recopier l'énoncé de ce théorème ?

Posté par
foufou19
suite 25-02-14 à 12:20

enfaite nous n'utilisons pas de livre mon professeur est assez etrange il nous donne que des polycopier qu'il fait et il explique pas vraiment donc cest pour ça que j'ai du mal voici ce qu'il a ecrit :
L'énergie cinetique est une grandeur physique qui s'exprime en joules qui caractérise un système de masse m possedant une vitess V(A) dans une position A et qui est définit par une raltion Ec(A)=1/2mv(A) cest tout ce que j'ai

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et énergie mécanique 25-02-14 à 13:35

En voici un énoncé :

La variation d'énergie cinétique d'un solide entre deux instants est égale à la somme algébrique We des travaux des forces extérieures appliquées au solide pendant cet intervalle de temps.
Ec,2 - Ec,1 = We

Posté par
foufou19
suite 26-02-14 à 10:12

donc il faut que je fasse Ec(13)-Ec(12)=W(F)
1/2m13v13-1/2m12v12=W(F)
et après ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et énergie mécanique 26-02-14 à 10:25

La relation que tu utilises pour calculer l'énergie cinétique est fausse.

Dans un référentiel, un corps de masse m ayant une vitesse de module v par rapport à ce référentiel, a une énergie cinétique Ec = (1/2).m.v2

Ec en joules (symbole J)
m en kilogramme (symbole kg)
v en mètres par seconde (symbole m/s ou m.s-1)
_________

Après ? Tu appliques le théorème de l'énergie cinétique deux fois ; une fois pour chaque type d'ion. Et tu conclus.

Posté par
foufou19
suite 26-02-14 à 10:54

oui mais apres avoir utiliser les formules de lenergie cinetique pour 12 et 13 comment j'utilise la formule avec le travail  pour montrer que m12v12²=m13v13² ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et énergie mécanique 26-02-14 à 11:17

Il faut raisonner.
Il n'y a aucun calcul à faire.
Relis tes réponses aux questions a et c.
Applique deux fois le théorème de l'énergie cinétique.



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