Interactions éléctrique et gravitationnelle.

[invitedaf685e3]

Bonsoir !

Je bloque à un exercice, pouvez-vous me donner un coup de main ?

Voici l'énoncé :

Deux objets sphériques identiques dont la masse m est répartie de façon sphérique portent une charge q = 6,0 C La distance séparant leurs centres est d = 20cm.

1. Quelle(s) interaction(s) agit (agissent) sur ces deux objets ? Il y a deux interactions, l'interaction gravitationnelle et l'interaction électrique.
2. De quelle nature ( attractive ou répulsive) est (sont)-elles? Elles sont répulsives puisque les deux objets sont identiques ils ont la même masse et la même charge.
3. Qu'elles sont les conditions (mathématiques) pour lesquelles les interactions existant entre ces deux objets se compensent-elles ? Là..je bloque. Pouvez vous me donner un indice ?
4. En déduire la valeur de leur masse m pour que les interactions se compensent.
Je ferai cette question quant j'aurai fait la question 3.

Merci d'avance pour votre aide!
Veuillez m'ecusez pour les fautes d'orthographe.
Bonne soirée.
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Je ne vois pas votre problème.
Écrivez la force électrostatique entre les deux objets.
Écrivez la force gravitationnelle entre les deux objets
Calculez la masse que les objets devraient avoir pour que ces deux forces soient égales (en magnitude).
Ne vous étonnez pas du résultat absurde. Vous devez obtenir des masses monstrueuses.
Au revoir.

[calculair]

Bonjour

Tu as dit que L'attraction entre masse identique était répulsive

Tu peux me dire dans quel cas l'attraction entre masse est attractive ?

[invitedaf685e3]

Bonjour !

Merci pour le coup de pouce, vos remarques Calculair m'ont fais réfléchir donc j'ai repris l'exercice depuis le début et j'ai pu le terminer grâce à votre aide LPFR.

Question n°1 : Les deux forces Fg gravitationnelles sont attractives.

Question n°2 : Les deux forces Fe électrostatiques sont répulsives car les deux charges électriques sont de même signes.

Question n° 3 : Les interactions existant entre ces deux objets objets se compensent à la condition mathématiques que Fe = Fg.

Question n °4 :

D’après la loi d’interaction de gravitation:

Fg = G x (m.m /d puissance2)
= G x (m puissance 2 / d puissance2)

D’après la loi de Coulomb, on peut écrire :

Fe = k x (q.q/ d puissance 2)
= k x (qpuissance 2 / dpuissance2)

Ces deux interactions se compensent lorsque Fe = Fg , donc:

G x (mpuissance2 / d puissance 2 )= k x(q puissance 2 / d puissance 2)

G x mpuissance2 = k x qpuissance2

mpuissance2 = k x( qpuissance2 / G )

m = q. racine carré de (k/ G

m = 6 x racine carré de (9,0.10puissance 9/ 6,67.10puissance-11 = 8.10puissance10 kg
La masse m des deux sphères doit être égale à 8.10puissance10 kg. ( Ce n'est pas rien ! )

Est-ce-juste ?

Merci beaucoup d'avoir pris de votre temps pour m'aider ! =)
Bonne après-midi et merci encore !

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Bojour,

J'avoue ne pas avoir eu le courage de refaire le calcul....Mais le fait que tu trouves des masses énormes , c'est normal..


La force électrique est une interaction forte, la force gravitationnelle est une interaction faible. Ton résultat illustre très bien le comportement de ces 2 types de forces

[invitedaf685e3]

Merci infiniment pour votre réponse.

Ce n'est pas grave, je comprends que vous n'ayez pas eu le courage .
LPFR m'avait prévenu que le résultat serait monstrueux donc je pense avoir bon. =)

Merci encore à vous.
Bonne journée !

[invite6dffde4c]

Bonjour.
J’ai fait le calcul à la louche et l’ordre de grandeur est bon.
La raison de cette « monstruosité » est celle que Calculair vous a donnée.
Au revoir.

[invited9b9018b]

Bonjour,

La force électrique est une interaction forte, la force gravitationnelle est une interaction faible.

hors contexte, cette phrase peut paraitre bizarre

[invite6dffde4c]

Re.
Oui.
Peut-être qu’il serait plus prudent de le rédiger « les forces électriques sont beaucoup plus grandes que les forces gravitationnelles ».
Et éviter de parler d’interactions fortes ou faibles, qui sont du domaine des forces nucléaires.
A+

[stefjm]

D'un autre coté, 6 coulombs, c'est un peu énorme aussi...

[invitedaf685e3]

Bonjour,

J'ai finis mon dm mais je bloque également à l'exercice 5.

Voici l'énoncé :

Deux particules, supposées ponctuelles, placées aux points A et B, portent des charges q et 2q.
La valeur de la force exercée par la charge placée en B sur la charge placée en A est 2,0.10-5N.

1. Donner la valeur de la force exercée par la charge placée en A sur la charge placée en B.

D'après la loi de Coulomb :

FA/B = 2K . (qpuissance2/ dpuissance2) et FB/A = 2K . (qpuissance2/ dpuissance2), donc :

FA/B = FB/A = 2,0.10puissance-5N

2. Déterminer la distance entre ces deux charges.

D'après la loi de Coulomb :

Fe = K . ( qa . qb / dpuissance2)

Fe X K x qa X qb = dpuissance 2

dpuissance 2 = 2,0.10puissance-5 X 9,0.10puissance9 X q X 2q

dpuissance 2 = 1,8.10 puissance -5 x 2qpuissance2

Mais maintenant je suis bloquée. Je sais que les deux objets sont des particules mais je ne sais pas s'il s'agit d'électrons ou de protons, je n'ai donc pas la valeur de q..
Pouvez-vous m'aider ?

3. Schématiser la situation avec les vecteurs forces sans échelle. J'ai fais le schéma. =)

Merci infiniment à ceux qui auront l'amabilité de m'aider.
Bonne après-midi à vous!

[invitedaf685e3]

Petit up ! =)

[invite6dffde4c]

Bonjour.
1 – pas besoin de faire des calculs. La loi d’action et réaction (3ème loi) de Newton dit que si a exerce une force sur B, B exerce la même force de sens opposé sur A.
De plus la loi de Coulombs donne la force entre les deux charges (et pour cause) et non FA/B ou FB/A.
2 – Ce rassurant que vous soyez bloquée. Il vous manque une donnée. Sans la valeur des charges vous ne pouvez pas continuer.
Relisez l’énoncé pour voir si vous n’avez pas raté une indication.
Au revoir.

[invitedaf685e3]

Bonjour,

Je sais que la valeur de la charge élémentaire est égale à 1,6.10^-19 pour un proton et -1,6.10^-19 pour un électron. Seulement dans l'énoncé on parle de deux particules. Je ne sais donc pas s'il s'agit électrons ou de protons et par consequent je ne vois pas par quoi remplacer q.

[invitedaf685e3]

Bonjour,

Je pense avoir trouvé, pouvez-vous me corriger s'il-vous-plait?

En relisant avec attention la consigne comme vous me l'aviez recommandé j'ai pu constater que j'ignorais ce qu'était une particule ponctuelle. En faisant quelques recherches sur internet un passage m'a interpellé " Contrairement à l'électron, le proton n'est pas considéré comme une particule ponctuelle. "

Dans ce cas je sais à présent que mes deux particules sont des électrons et je peux donc finir mon calcul.

D'après la loi de Coulomb.

Fe = k X qa X qb / d^2

J'isole donc la distance d.

d = racine carré (k X qa X qb / Fe )
d= racine carré ( (9,0.10^9 x (2 X 1,6.10^-19 ) X 1,6.10^-19 / 2,0.10^-5 )
d = 4,8.10^-12

Merci infiniment pour votre aide!
Bonne fin de journée.

[invite6dffde4c]

Re.
Au niveau de cet exercice les particules sont ponctuelles parce que ceci permet de ne pas s’emm…quiquiner avec des objets non ponctuels. Ça n’implique pas que les particules soient des électrons.
Ce que vous devez faire est écrire que vous n’êtes pas sure de la charge des particules et que vous prenez la charge élémentaire. Vous montrez ainsi que vous savez répondre à la question, même si vous avez été incapable de découvrir l’astuce qui permet de déduire la charge. Et si le prof a fait une omission il n’aura qu’une meilleure opinion de vous.
A+

[invitedaf685e3]

D'accord merci infiniment pour votre aide.

J'espère que c'est un oubli de mon professeur dans ce cas. J'irai lui en parler à la reprise des cours.
Je vais tout de même continuer à chercher.

Bonne journée et merci encore.

[Nicophil]

Bonjour,

Oui, pour le prof, q = e manifestement.