Charge fournie à l'électroscope

[Chisol]

Bonjour à tous, j'ai besoin d'aide pour un petit exercice ...

On me demande de calculer la charge totale fournie à un électroscope sachant qu'il est fait de 2 fils de 60 cm auxquels sont attachés deux boules de 25 g. On sait aussi que chaque fil forme un angle de 30 ° avec la verticale comme dans le petit schéma.

Moi ce que je fais c'est d'abord calculer la distance entre les deux boules à l'équilibre. Ensuite je me dis que la force donnée par la loi de Coulomb doit être égale à la force qu'il y a entre les deux masses ( Newton avec la constante de Cavendish. )

Alors je voudrais savoir si ma démarche est la bonne, auquel cas je me trompe simplement dans mes calculs, car je n'obtiens pas la bonne réponse. Merci beaucoup !
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[LPFR]

Bonjour.
Non. L’attraction gravitationnelle entre les boules est ridiculement faible comparée au poids de boules.
Ici, ce que la force de répulsion (Coulomb) compense est le couple crée par le poids de boules.
Dessinez le poids d’une boule et la force de répulsion nécessaire pour que la somme des deux forces soit alignée avec la ficelle, cela vous permettra de calculer la force de répulsion.
Au revoir.

[Chisol]

Merci, je vais tenter

[calculair]

Merci, je vais tenter

Les forces en présences

Le poids qui tire les boules vers le bas

La tension du fil qui empêche les boules de tomber à la verticale

La compsition de ces 2 forces font que naturellement les boules se rapprochent

Enfin , la force électrique compense cette résultante......

Je t'ai fait tout le raisonnement.... Un peu de géométrie et c'est résolu.....

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chisol]

Oui pour la géométrie pas de soucis. J'ai bien compris que je dois faire la projection de cette résultante sur l'axe horizontal, par contre je ne connais pas la formule donnant la tension d'un fil par rapport à l'angle qu'il forme avec l'axe vertical. J'ai beau cherché sur le net, je ne trouve que des pendules, et donc fils qui oscillent. Si quelqu'un peut m'aider sur ce point ...

[calculair]

Là aussi c'est un problème d geomettie pour construire les forces resultantes.

Le plus simple est le cas de la boule suspendu à un fil vertical.

La poids tire la boule vers le bas..... Si le fil n'existe pas, la boule tombe en chute libre..

La presence du fil qui est sous tension par le poids exerce sur la boule une force dirigée vers le haut. Si cette force est egale est opposé au poids la boule est immobile . ( Si la boule est trop lourde et que la tension du fil de vient trop forte et que le fil casse, la boule tombe )

Maintenant si le fil n'est pas vertical ,le poids et la tension du fil (qui a changé de valeur ) ne peuvent plus s'equlibrer, il existe alors une force qui tire le fil vers la verticale....Il faut construire le parallélogramme des forces pour les calculer

Oui pour la géométrie pas de soucis. J'ai bien compris que je dois faire la projection de cette résultante sur l'axe horizontal, par contre je ne connais pas la formule donnant la tension d'un fil par rapport à l'angle qu'il forme avec l'axe vertical. J'ai beau cherché sur le net, je ne trouve que des pendules, et donc fils qui oscillent. Si quelqu'un peut m'aider sur ce point ...

[LPFR]

...
Dessinez le poids d’une boule et la force de répulsion nécessaire pour que la somme des deux forces soit alignée avec la ficelle, cela vous permettra de calculer la force de répulsion.
...

Re.
L'avez-vous fait ?
A+

[Chisol]

Re.
L'avez-vous fait ?
A+

Voici ce à quoi j'arrive ...

[LPFR]

Re.
Votre dessin c’est de « l’à peu près », ce qui vous empêche de faire des calculs simples.
Il faut que la somme vectorielle de mg et Fel ait la direction de la ficelle. On s’en fout de sa norme.
Et vous arrivez à éliminer ‘mg’. Ça ne vous dérange pas ?

Faites le dessin correctement et vous verrez que le rapport en mg et Fel est immédiat.
A+

[Chisol]

J'ai ceci mais toujours pas la bonne réponse du corrigé

Je suis dessus depuis hier soir et je craque nerveusement là. Pourriez-vous me donner la réponse plus explicitement ?

Si ça peut vous rassurer, ce n'est pas un travail à remettre. Je n'essaie pas de tricher, j'ai juste un examen de physique dans quelques jours et j'essaie de faire des exercices supplémentaires car le prof n'en fournit pas assez ...

[LPFR]

Re.
Les 0,6 m d’en haut c’est normal : c’est une longueur.
Les 0 ,6 m d’en bas c’est idiot, c’est une force.
Et vous êtes parti pour dire que la somme de deux forces fait 0,6 m.

Réfléchissez un peu.
Le segment prolongation de la ficelle doit être en bleu. Et le segment qui représente la ficelle n’est pas une force et n’a aps de pointe de flèche.
A+

[calculair]

Bonjour,


Je vois que vous êtes en progrès.....mais il faut réfléchir. Heureusement que LPFR vous a bien surveillé... ( on sent son habitude d'enseignant )

Les schéma et les dessins sont des aides à la réflexion

Si vous représentez des forces, l'unité de force est le Newton et non des mètres...!

Ce qui rend peut être les chose ambiguës est que sur un schéma fait soigneusement on peut décider qu'une longueur soit représentative d'une force. Par exemple 1 cm pour 1 Newton

Le physicien ne doit pas confondre, une représentation (mathématique, ou autre ) avec la réalité. C'est un peu ce que vous avez fait sur votre dessin