Surfaces Équipotentielles - Exercice

[Luzgar88]

Bonjour à tous,

J'aurais besoin d'aide pour deux questions d'un exercice de physique électrique concernant les équipotentielles.

EXERCICE

Un champ électrique uniforme produit par des lignes équipotentielles (verticales) chacune étant séparée de 0,1 m et de 15 V. L'électron par de 100 V (à gauche) et termine son parcours 130 V (à droite).


Question A) Donnez la grandeur et la direction du champ électrique.

Je sais que la direction du champ électrique est vers la gauche puisque les lignes de champ vont toujours du potentiel le plus faible vers le potentiel le plus élevé.

Pour la grandeur par contre je suis un peu confus, si je prend la formule du champ électrique.

E=kq/r²
E=
k: constante de Coulomb
q : charge de l'électron ( charge élémentaire négative , mais avec un moins -) --------- faut-il mettre en valeur absolue ou non ???? ou on laisse la charge élémentaire avec un négatif.
r : distance ------ cette distance est-elle celle ou électron commence finit son parcours. Donc, si l'électron, commence à 0,1 m et termine à 0,3 m la distance r à mettre serait la différence (0,3-0,1)= 0,2 m ???? Est-ce que c'est ça ??

e = charge élémentaire ( 1,602 x 10^-19 C ) charge d'un électron = -1,602 x 10^-19 C

Question B) Quel est le travail net fait par la force électrique sur l'électron sur l'ensemble de son parcours? (avec le bon signe)

Que veut-on dire travail net fait par la force électrique? Wext=ΔU+ΔK est-ce avec ça qu'on remplace Wext par F_E

Est-ce ?

Wext=ΔU+ΔK ΔK=0 puisque une variation de ΔU

Wext=ΔU

W_FE=qΔV

W_FE = -e (V_f-V_i)

W_FE= -1,602 x 10^-19 C (130 V - 100 V)

W_FE = -4,806 x 10^-18 J


Est-ce la démarche à faire avec ce raisonnement?


Merci de m'aider à comprendre et à solutionner.


Cordialement,



Luzgar88
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[gts2]

Pour A) vous ne connaissez pas une relation entre le champ et le potentiel ?

Pour B) vous vous compliquez la vie : vous êtes en mécanique, vous pouvez oublier l'énergie interne, par contre oublier l'énergie cinétique me parait problématique.

[Luzgar88]

Pour la Question a) est-ce E= ± ∣ΔV/d∣

Donc, E= (130V-100V)/0,2 m

E= 150 N/C ----------------------Est-ce correcte?


Pour la Question B) comment je dois
e = charge élémentaire ( 1,602 x 10-19 C ) charge d'un électron = -1,602 x 10-19 C

Question B) Quel est le travail net fait par la force électrique sur l'électron sur l'ensemble de son parcours? (avec le bon signe)

je fais de l'électricité pas de mécanique?....


Wext=ΔU+ΔK


WFE=ΔU+ΔK

Que dois-je faire je suis perdu, oui je me complique souvent la vie... , car je vois le problème toujours plus compliqué je ne sais donc pas quoi faire ou comment faire....

[gts2]

Pour E, OK mais plutôt en V/m

Pour le travail, vous appliquez la définition du travail ou vous utilisez l'énergie potentielle.
Je ne vois vraiment pas ce que vient faire le premier principe ici.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Luzgar88]

La réponse est-elle bonne et correcte en a) ?? 150 N/C


Peux-tu être plus précis stp, je suis pas un expert en physique. Je dois être expliquer par des formules et le pourquoi du comment.

Merci

[Luzgar88]

et pourquoi vous mettez V/m au lieu de V/d


pourquoi le m ?

[gts2]

En a) c'est correct 150 N/C (avec F=qE) mais plutôt usuellement 150 V/m (avec )

V/m veut dire volt par mètre (comme votre N/C)


Le pourquoi du comment pour le champ électrique c'est juste une définition : la ddp est la circulation du champ électrique (comme le travail vis-à-vis de la force)

[Luzgar88]

Autre question :


Question c)

Dans le même champ électrique (mais sans électron), on ajoute un charge ponctuelle q1 de -2*10^-6 C. Si on doit de fournir un travail de -50*10^-18 J pour déplacer un proton du point A au point B tout en modifiant sa vitesse initiale de 2*10^5 m/s (en A) et à une vitesse finale de 1*10^5 en B. quelle est la distance entre le point B et la charge q1. ?


-point A est situé en bas à droite sur la ligne équipotentielle de 145V --- le proton + commence au point A
-point B es situé en haut à gauche sur la ligne 'équipotentielle de 100 V - en diagonale avec le point A
- charge q1 est située en bas à gauche du point B sur la ligne de équipotentielle de de 100 V et à gauche du point A. Cela forme un triangle q1 - A - B


Comment je débute le problème.


Wext=ΔU+ΔK

ΔU = Wext -ΔK


ΔU = -50*10^-18 J - 1/2 m(proton)(vf^2 - vi^2)

ΔU = c'est l'énergie potentielle électrique totale ??????


Pour la distance en q1 et B comment je fais ?. Merci de votre aide.

[gts2]

Encore une fois, l'énergie interne n'a rien à voir là-dedans : l'énergie interne concerne une assemblée de particules pas une particule.

En oubliant U, on a a en effet qui est connu. On connait le terme du au condensateur (par la ddp), on peut donc en déduire celui du à la charge qui dépend de la distance.

[Luzgar88]

On fait comment pour trouver la distance à la question c)???

[gts2]

Est-ce que vous connaissez le potentiel créé par une charge ponctuelle ?
, vous avez déjà la contribution des plaques à V(B)-V(A), il suffit d'ajouter celle de q1 qui dépend de la distance.