Exercice costaud! Force gravitationnelle et electrique.

[searme]

Bonjour,
En revisant ma physique je suis tombe sur un exercice vraiment corsé et je voulais le partager pour y trouver une solution. Voici l'exercice

comparer les valeurs de la force gravitationnelle et electrique exercées par le noyau d'or sur un des électrons périphériques de l'atome d'or
Données: noyau d'or Au (numero atomique Z=79 et A=192) Masse du nucléon 1,67 x 10^-27

voici ma demarche:
Calculer la force gravitationelle:

Calculer la force electrique:
Comparer les deux force Fe/Fg
Probleme: comment en deduire les valeurs m(masse electron) q1(charge noyau) q2(charge electron) et D(distance entre les deux)
Pour q1 et q2 j'ai peut etre la reponse, donc merci pour votre aide!
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[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Le noyau est constitué de A nucléons dont la masse est (pour 1 nucléon) de 1,67.10^-27kg. Quelle est la masse du noyau ?
Le noyau est constitué de Z protons dont la charge (car le neutron ne l'est pas) est de 1,6.10^-19C. Quelle est la charge du noyau ?

Pour l'électron, c'est normalement dans les données ou dans le cours (masse et charge).

Par contre la distance devrait apparaître. Tu n'as pas le rayon de l'atome comme donnée ?
Si tu ne l'as pas, tu ne peux pas calculer les forces demandées.

Cependant, pour exprimer le rapport de ces deux forces, tu n'en as pas besoin (les D² se simplifient).

Duke.

[searme]

Ok j'ai calcule!

Le noyau de l'or comporte 192 nucleons. 192 x 1.67x10^-27 = 3,3x10^-25kg
Le noyau de l'or comporte 79 protons. 79 x 1,67x10^-19 = 1,3x10^-17C

La masse de l'electron (trouve dans le cours): 9,1x10^-31kg
La charge de l'electron (trouve egalement dans le cours): 1,67x10^-19C

Donc pour la comparaison de force:

Comment simplifier cette equation?

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Normalement la charge de l'électron, c'est l'opposé mais pour le calcul cela ne change rien puisque la charge est prise en valeur absolue.

Pour la simplification, tu peux simplifier par D².
C'est donc supposer que tu n'as pas la valeur de D dans l'énoncé...
Les valeurs de G et k sont bien quelque part aussi. Ce sont des constantes.

Duke.

EDIT : Je n'ai pas revérifié les calculs mais pour la charge du noyau c'est 79 x 1,6.10^-19 = ...
Ce que tu proposes n'est pas une équation mais une expression ! Dans une équation, il y a un "=" !

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

En revisant ma physique je suis tombe sur un exercice vraiment corsé

Vous êtes en quelle classe ?

@+

[searme]

Bonjour,



Vous êtes en quelle classe ?

@+

Hehe oui je ne suis pas une tete, 1ere S.

Pour ce qui est de la suite de l'exercice


(enfait j'ai inverser Fe et Fg donc j'inverse une nouvelle fois plus bas:

Donc en simplifiant les D on se retrouve avec ca:


Alors sa nous donne :



=

=

=9,5 x 10^-8

Donc Fe est 10^8 fois plus faible que Fg, Fg est preponderant?
Voila dites moi vos impressions

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Ton résultat est gênant et incompatible avec ce que tu devrais savoir sur les interactions aux différentes échelles.
Quelle interaction est responsable de la cohésion des atomes ?

Déjà :
k = 9.10⁹ (avec un + pas un - !)
pour la charge e, c'est 1,6.10^-19C

Comment au dénominateur, avec du 10^-11 et du 10^-55, tu trouves 10^-19 ?

Une fois tous ces points corrigés, tu dois trouver :

 Cliquez pour afficher

9,35.10³⁸
Le but est bien de le trouver pas de le recopier bêtement !

Duke.

[searme]

Enfait je suis juste idiot... Je me suis trompe sur le calcul du denominateur
6,67.10^-11 x 3,003.10^-55 = 2,003.10^-65

Donc 1,9.10^-26 / 2,003.10^-65 = 9,48.10^38

On peut arrondir a 10^39! Donc Fe est preponderant, Fe est 10^39 fois plus puissant que Fg!

(on vient tout juste d'aborder les interactions fondamentales)

J'espere que je ne me trompe pas la... Sinon bah je ne comprends vraiment rien.

[searme]

Bonsoir.

Quelle interaction est responsable de la cohésion des atomes ?

La force electrostatique (electrique)?

[pesca-nord]

Je suis aussi en 1ereS, tu as du surement survolé une interaction permettant la cohésion des noyaux des atomes :

 Cliquez pour afficher

l’interaction forte

J'aimerai d'ailleurs en apprendre plus sur celle-ci, je vais faire des recherches mais je crois que c'est pas de notre niveau car il faut utiliser les quarks

=9,5 x 10^-8

Donc Fe est 10^8 fois plus faible que Fg, Fg est preponderant?
Voila dites moi vos impressions

Attention aux ordres de grandeurs, si cette réponse avait été correcte, Fe aurait été 10^-7 fois plus faible ( car 9.5 >5.0)

[searme]

Je suis aussi en 1ereS, tu as du surement survolé une interaction permettant la cohésion des noyaux des atomes :

 Cliquez pour afficher

l’interaction forte

J'aimerai d'ailleurs en apprendre plus sur celle-ci, je vais faire des recherches mais je crois que c'est pas de notre niveau car il faut utiliser les quarks

Ouh la moi je n'ai jamais vu ca... Et les cohesion d'atome, distance roche pour les planetes et tout, ca ce n'est pas trop trop clair...

[albanxiii]

Re,

Hehe oui je ne suis pas une tete, 1ere S.

Ca n'a rien à voir et je ne me permettrais pas !
Cela dit, vous devriez essayer d'avoir un peu plus confiance en vous.

On peut se souvenir facilement que l'ordre de grandeur du rapport entre force électrique et force gravitationnelle subie par un électron dans un atome est . En fait, le calcul montre que c'est plutôt , mais on n'est pas loin de toute façon.

@+

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

La force electrostatique (electrique)?

En effet.

En fait je suis juste idiot... Je me suis trompe sur le calcul du denominateur
6,67.10^-11 x 3,003.10^-55 = 2,003.10^-65

Donc 1,9.10^-26 / 2,003.10^-65 = 9,48.10^38

On peut arrondir a 10^39! Donc Fe est preponderant, Fe est 10^39 fois plus puissant que Fg !

(on vient tout juste d'aborder les interactions fondamentales)

J'espere que je ne me trompe pas la... Sinon bah je ne comprends vraiment rien.

C'est bien cela. J'opterais plus pour le terme "intense" que "puissant" pour les forces.

Je suis aussi en 1ereS, tu as du surement survolé une interaction permettant la cohésion des noyaux des atomes :

 Cliquez pour afficher

l’interaction forte

...

Pourquoi lui parler de cette interaction ? Ici, on se situe au niveau atomique et non au niveau nucléaire...
Tu vas nous le perdre avant même qu'il ait abordé les interactions... Ce serait dommage car ce n'est pas bien difficile
Vous allez encore parler de l'interaction nucléaire (forte surtout) dans la radioactivité et l'énergie nucléaire.

Duke.

[searme]

On aborde tout juste la radioactivite avec les rayonnements etc... Alors les interactions nucleaire... Mais bon moi je prends spe physique l'annee prochaine, alors je verrai surement ca!

[pesca-nord]

Oui en effet j'ai peut-être était un peu vite, mais c'est que l'organisation de nos cours ne comptant pas parmi les meilleurs, nous avons évoqués le nom d’interaction forte avant même de parler de la radioactivité. Cela dit, nous avons désormais fini le chapitre sur le nucléaire et nous n'avons pas d'avantage expliqué cette force..

[obi76]

Oui en effet j'ai peut-être était un peu vite, mais c'est que l'organisation de nos cours ne comptant pas parmi les meilleurs, nous avons évoqués le nom d’interaction forte avant même de parler de la radioactivité. Cela dit, nous avons désormais fini le chapitre sur le nucléaire et nous n'avons pas d'avantage expliqué cette force..

Il ne faut pas mettre la charue avant les boeufs. Si elle était si simple à comprendre, on vous l'aurai expliqué, même furtivement.

C'est bien d'être curieux et de vouloir aller plus loin, c'est une bonne base pour la physique, mais par moment il faut aussi admettre qu'on n'a pas le niveau pour certaines choses... mais patience, ça viendra