Force Electrostatique

[Nodos 95]

Bonsoir,

Je vous consulte aujourd'hui dans l'espoir que quelqu'un puisse m'aider avec un exercice dans le livre d'exercice sur le cour de physique de Feynman. Voici la question:

"Quelle serait la force électrique F entre deux pièces de dix centimes d'euro placées aux extrémités opposées d'un bureau de 10m de long si leurs charges nucléaire et électronique différaient en valeur absolue de 1%"

Nous avons comme donnée : Une pièce de 10 centimes d'euro est faite de 4,1*10^-3 kg de cuivre pur.

Pour répondre à cette question j'ai commencé par calculer la masse d'un atome de cuivre: m= M(29Cu) / Na = 63,546 / 6.02*10^23 = 1.055*10^-22 gramme soit 1.055*10^-25 kg

Ensuite je divise la masse d'une pièce de 10 centimes par cette valeur pour connaître le nombre d'atomes de cuivre dans une pièce : 4.1*10^-3 / 1.055*10^-25 = 3.9*10^22 atomes

Ensuite je multiplie cette valeur par 29 (nombre de proton dans un atome de cuivre) pour connaître le nombre de protons et d'électrons dans une pièce de cuivre soit 1.13*10^24 protons et 1.13*10^24 électrons.

Pour finir je prend une pièce où je rajoute 1% à la charge des électrons et protons ce qui nous donne 1,602*10^-19 * 1.01 = 1,618*10^-19

En utilisant la loi de coulomb : F =(k*N*e*N*p)/d^2 = (k*2.26*10^24*1.618*10^-19*2.26*10^24*1.602*10^-19)/ 10^2 = ... je trouve pas la bonne réponse qui doit etre de 9.9*10^13 Newtons

(k est la constante 1/4*pi*epsilon0)

Quelqu'un peut me dire où je me trompe SVP, merci!!
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[phys4]

Bonsoir,
Si vos charges d'électrons et protons augmentent de 1%, alors l'augmentation des deux types de charge donne toujours une pièce de charge totale nulle puisque les deux charges se compensent exactement comme dans la pièce initiale, et l'effet est nul.
Si vous augmentez la charge pour une seul type, par exemple les électrons alors vous avez une charge non nulle dans l'une des pièces. Mais comme l'autre garde une charge totale nulle, la force résultante est nulle.
Pour avoir une force, il faut que les deux pièces soient chargées : par exemple augmentation de la charge de tout les électrons de 1%. Vous aurez alors des charges valant 1% de la charge électronique en supplément dans chaque pièce, qui se repousseront.
Pour faire le calcul, il faut mette dans la formule uniquement les suppléments de charge, et non la charge totale.

[Nodos 95]

Bonjour Phys4,

Je vous remercie pour votre aide. Cependant en appliquant votre raisonnement, en ajoutant 1% de charge d'électrons supplémentaires sur chaque pièce, je ne trouve toujours pas la bonne réponse.

Ce pourrait-il que le début de mon calcul sur le nombre d'atomes soit faux?

Merci

[phys4]

Le calcul du nombre d'atomes est correct, c'est peut être le corrigé qui est faux, vous devez trouver une force de 2,9 10^14 N

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nodos 95]

En effet, je trouve comme vous la valeur de 2,94*10^14 !

Oui, peut-être que le corrigé est faux.

En tout cas je vous remercie pour votre aide

[phys4]

Le corrigé n'est peut être pas faux, mais il calcule autre chose : l'énoncé n'est vraiment pas clair, ce qui fait qu'il a fallu que je précise de quoi il peut être question.
Nous sommes d'accord sur un exercice qui n'est sans doute pas ce que voulait l'auteur.
Il faut toujours des énoncés complets sans interprétation personnelle.