mouvement dans un champ uniforme

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margot_t2

mouvement dans un champ uniforme

Message par margot_t2 » lun. 28 déc. 2020 16:46

Bonjour,
J'ai un exercice à faire en physique et j'ai un petit peu de mal est-ce que l'on peut m'aider ?

SUJET EX 2
On se propose de déterminer la vitesse d’éjection de particules α (ou noyau d’Helium2 4He) émises par le radium
226 88Ra lors de sa désintégration.
On place la substance radioactive en S au fond d’un cylindre creux en plomb d’axe x’x et on admettra que les
particules α émises sortent du cylindre avec un vecteur vitesse v0 parralèle à l’axe x’x. Le faisceau pénètre en
O, avec la vitesse v0 toujours parralèle à l’axe x’x, dans l’espace vide d’air entre deux plaques horizontales P1
et P2 d’un condensateur, distantes de d et de longueur l.
En l’absence de champ électrique entre les plaques, on observe, sur une plaque réceptrice disposée
perpendiculairement à x’x à une distance D de l’entrée du condensateur, une tache en A.
On créé un champ électrique uniforme en appliquant, entre P1 et P2 une tension constante U. On constate alors que la tache se forme en A’.

Données : e = 1,6.10-19 C ; masse du proton et du neutron m0 = 1,67.10-27 kg ; d = 12 cm ; D = 50 cm ;
l = 19 cm ; U = 6.103 V ; intensité du champ de pesanteur g = 9,81 m.s-2
Rappels : * Une particule de charge q placée dans un champ électrique E subit l’action d’une force F = qE.
* Si le champ électrique est uniforme entre deux plaques parallèles distantes de d et soumises à la
tension U alors E = U
d
.
1. Montrer que la charge de la particule α est q = 2e et que sa masse est m = 4 m0.
2. Donner les 3 caractéristiques du champ électrique E existant entre les plaques P1et P2 permettant d’observer
la déviation du faisceau de particules α de A (sans champ électrique) à A’ (avec le champ électrique E).
3. Dans le référentiel terrestre lié au condensateur auquel est attaché le repère (O, i, j ), montrer que les
équations horaires du vecteur position de la particule α entre les plaques P1 et P2 du condensateur sont :
x (t) = v0 t
y (t) = (e/4m0) E t2
4. Que dire du mouvement de la particule lorsque celle-ci n’est plus soumise au champ électrique E à la sortie
du condensateur ?
5. Montrer que la mesure de AA’ = 9,3 mm permet de déterminer l’expression de la vitesse initiale v0 des
particules α. Calculer la valeur v0.

- recherche ex 2 :
1)
2) vecteur E : sens = de l'armature positive vers l'armature négative, direction = perpendiculaire aux plaques, norme = E = U/L
3) partir de la 2ème loi de Newton : m. vecteur a = vecteur F = q. vecteur E ----> vecteur a = q/m . vecteur E
ax(t)= q/m . Ex ---> vx(t) = q/m. Ext + K (avec K=0 car à t = o sec V0=0m/s)
ay(t) = 0
Or ça ne fonctionne pas pour répondre à la question.
4)
5)

Merci
Margot
SoS(3)
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Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par SoS(3) » mar. 29 déc. 2020 13:49

Bonjour Margot
question 1 : vous avez réussi ?
question 2 : erreur pour E la norme ; bien pour la direction et le sens.
question 3 : précisez le référentiel ; il y a une autre force qui est négligeable : on peut le montrer.
erreur pour ax et ay : quelle est la direction de a ?
J'attends vos réponses.
Invité

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par Invité » mar. 29 déc. 2020 18:54

Bonjour,
merci pour votre réponse.

je n'ai pas réussi la 1, 4 et 5 et j'ai seulement commencé la 2 et la 3.
Je vous met en pièce jointe le sujet pour que vous puissiez avoir le schéma (ex.2)
En faite le mouvement est de P1 vers P2 donc verticale ?

Pour la 2) La norme de E est U/D ?
Pour la 3) le référentiel est terrestre supposé galiléen.

Margot
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Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par SoS(3) » mer. 30 déc. 2020 10:17

Bonjour
pour la question 1 : pouvez vous préciser la composition de la particule alpha ?
question 2 : non c'est la distance entre les plaques qui est importante. Il vous faut aussi déterminer les signes des armatures.
3. oui pour le référentiel ; E est verticale donc que vaut ax ?
margotTerm

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par margotTerm » mer. 30 déc. 2020 19:31

Bonjour,
1) sur alpha on sait que c'est un noyau d'Helium He(4;2) émis par le radium Ra(226; 88 ) lors de sa désintégration; que les particules alpha sortent du cylindre avec le vitesse V0 parralèle à l'axe X'X.
2) erreur de touche E=U/d ça fonctionne ? avec U la tension entre les plaques et d la distance entre les plaques.
Signe des armatures de la positive à la négative.
3) ax = 0

Merci
Margot
margotTerm

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par margotTerm » mer. 30 déc. 2020 20:58

Bonsoir,
j'ai repris l'exercice
Je vous met en pièce jointe ce que j'ai pu trouver.
Il me manque la 4 et la 5

Merci
Margot
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Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par SoS(3) » jeu. 31 déc. 2020 11:09

1. oui
2. oui pour E ; par contre pour le sens vous ne précisez toujours pas si c'est de P1 vers P2 ou l'inverse .
3.il y a une erreur de signe sur ay.
margotTerm

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par margotTerm » jeu. 31 déc. 2020 11:46

2) De P1 vers P2
3) ay = E et non -E
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Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par SoS(3) » jeu. 31 déc. 2020 12:01

Vos réponses sont contradictoires si E est orienté de P1 vers P2 alors ay =-q/m E.
Quel est le signe de la plaque P1 et pourquoi ?
margotTerm

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par margotTerm » jeu. 31 déc. 2020 12:43

E va de l'armature positive à l'armature négative donc de P1 à P2
ainsi P1 est positive et P2 négative.

L'accélération se fait de P1 à P2 donc ay = -q/m E

(or avec ceci ça change tous mes signes pour la suite et le résultat ne sera pas bon ?!)
margotTerm

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par margotTerm » jeu. 31 déc. 2020 12:46

Ce qui me bloque c'est que je ne sais même pas si j'ai bien placé le champ électrique sur mon schéma car ce n'est pas pareille que sur mon cours avec le repère donc j'ai du mal.

Je l'ai mis verticale de P1 vers P2
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Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par SoS(3) » jeu. 31 déc. 2020 15:57

justement le signe de P1 est négatif . Pourquoi ? observez la trajectoire des particules alpha .
margotTerm

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par margotTerm » ven. 1 janv. 2021 19:17

je ne comprend pas les particules alpha d'après le texte ont une trajectoire horizontale parallèle à X'X.
C'est perpendiculaire au champ électrique
SoS(3)
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Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par SoS(3) » sam. 2 janv. 2021 10:58

Non , lisez bien le texte elles sont déviées en présence du champ .
margotTerm

Re: mouvement dans un champ uniforme

Message par margotTerm » sam. 2 janv. 2021 11:50

les particules vont de A à A' donc verticale vers le haut
donc le champ électrique va de P2 (positif) à P1 (négatif), sur le schéma il est orienté vers le haut.
donc ay(t) = E
Verrouillé