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orestis.malaspin
isc_physics
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56e74aed
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56e74aed
authored
3 years ago
by
orestis.malaspin
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#14073
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exercices/electricite.md
+
44
−
5
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56e74aed
...
...
@@ -56,18 +56,52 @@ l'exercice (ce que je ne ferai pas).
Exercice (Pendules) #
Soient deux charges, $Q_1$, $Q_2$, de masse $m_1$, $m_2$, suspendues chacune à
une ficelle de longueur
$l$
et formant un angle $a_1$ et $a_2$ avec la
une ficelle de longueur
égale
et formant un angle $a_1$ et $a_2$ avec la
verticale respectivement et se trouvant à l'équilibre (voir @fig:pendulum).
1.
Si $Q_1=Q$ et $Q_2=2Q$ et $m_1=m_2=m$ déterminer $a_1/a_2$.
2.
Quelle est la distance entre les charges?
2.
Quelle est la distance entre les charges si on suppose $a$ connu (mais pas
la longueur de la ficelle)?

{#fig:pendulum width=50%}
Corrigé (Pendules) #
La force s'exerçant sur chaque charge est décomposable en composante
horizontale et verticale. Le système étant à l'équilibre la force résultante
est nulle. La composante verticale de la force sur chaque charge est donnée
par
\b
egin{align}
F_{res,y1}&=F_{T,1}
\c
os a_1-m g=0
\L
eftrightarrow F_{T,1}=
\f
rac{mg}{
\c
os
a_1},
\\
F_{res,y2}&=F_{T,2}
\c
os a_2-m g=0
\L
eftrightarrow F_{T,2}=
\f
rac{mg}{
\c
os
a_2},
\e
nd{align}
avec $F_T$ la force de tension dans la corde.
La composante horizontale est elle de
\b
egin{align}
F_{res,x1}&=F_{T,1}
\s
in a_1-F_e=0
\L
eftrightarrow F_e=mg
\t
an
a_1,
\\
F_{res,x2}&=F_{T,2}
\s
in a_2-F_e=0
\L
eftrightarrow F_e=mg
\t
an
a_2,
\e
nd{align}
avec $F_e$ la force électrique
$$
F_e=k
\f
rac{Q_1Q_2}{r^2}=2k
\f
rac{Q^2}{r^2},
$$
où $r$ est la distance entre les charges. On constate ici que la force
électrique étant la même pour les deux charges, les deux angles, $a_1$, $a_2$
doivent forcément être égaux, $a_1=a_2=a$ et donc
$$
a_1/a_2=1.
$$
A l'équilibre la distance entre les charges est donnée par
Il vient donc
$$
2k
\f
rac{Q^2}{r^2}=mg
\t
an a
\L
eftrightarrow r=
\s
qrt{
\f
rac{2kQ^2}{mg
\t
an
a}}.
$$
Exercice (Double dose) #
...
...
@@ -161,7 +195,8 @@ Exercice (Atome) #
1.
Quel est le potentiel électrique à $2.5
\c
dot 10^{-15}
\m
$ d'un proton (charge
$+e$)?
2.
Quel est le potentiel électrique d'un système constitué de deux protons
2.
Quel est le l'énergie potentielle électrique d'un système constitué de deux
protons
distants de $2.5
\c
dot 10^{-15}
\m
$ - comme cela peut se produire à l'intérieur d'un noyau typique ?
<!-- Rappel: $\epsilon_0=8.85\cdot 10^{-12}\mathrm{C}^2/(\mathrm{N}\cdot \mathrm{m}^2)$. -->
...
...
@@ -173,7 +208,11 @@ $$
V=k
\f
rac{Q}{r}=
\m
athbf{yaka}.
$$
2.
TODO
2.
En se rappelant que l'énergie potentielle électrique est donnée par
$$
\D
elta_{EP}=V
\c
dot q=V
\c
dot e,
$$
on a un petit
**yaka**
.
Exercice (Condensateur) #
...
...
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