Interactions de particules ?

[Marion 1ereS]

Bonjours, j'ai un exercice à faire pour lundi mais je ne vois vraiment pas comment le résoudre.
Pouvez vous m'aidez à le résoudre ?

Voici l'énoncé: Trois particules chargées q1, q2 et q3 sont disposés sur les sommets d'un triangle équilatéral de côté a=5cm comme sur ci contre.
Un électron est situé sur le centre de gravité du triangle. Q1 porte une charge +3e, q2 une charge +5e et q3 une charge -2e.

1) Tracer un schéma à l'échelle un. Cette question ne me pose pas de problème, j'ai réussis à la faire.
2) Exprimer littéralement F1, F2 et F3 sur l'électron.
3) Sachant que le centre de gravité d'un triangle est situé aux 2/3 de la hauteur du triangle, exprimer la distance entre un sommet et l'électron situé sur le centre de gravité puis calculer la.
4) Calculer les valeurs F1, F2 et F3.
5) Après avoir défini une échelle, tracer les vecteurs F1, F2 et F3. Pour cette question, on ne peut pas directement le faire sur le schéma de la question 1 ?
6) Tracer la résultante des forces appliqués sur l'électron.

Je ne sais pas quoi faire afin de résoudre les questions. Dois-je me servir de mon cours pour la question un ou je dois faire des calculs ?
Merci de m'aider.
Marion

[SoS(17)]

Bonjour Marion,

Pour répondre à la question 2, il faut faire appel à votre cours. On vous demande en fait l'expression littérale de la force électrique (électrostatique) qui existe entre l'électron et chaque charge.
Dans cette expression, vous allez avoir la distance entre l'électron et la charge : la question 3 vous demande de déterminer chacune de ces distances.
Vous pourrez alors calculer la valeur de chaque force que vous pourrez représenter sur le schéma fait en 1.
Faites moi part de vos progrès.

[Marion 1ereS]

Re bonjour, merci pour votre aide !!

Expression littérale: Fq/q' = Fq'/q = K*(q*q')/d² ??

Pour calculer la distance, je remplace dans l'expression ? Ou alors cette expression va me servir pour calculer les valeurs F1, F2 et F3 ?

[SoS(17)]

C'est cette expression qui va vous permettre de calculer les forces, en adaptant q, q' et d à chaque cas.
Pour déterminer la distance, comme demandé question 3, il faut exploiter "l'indice" : le centre de gravité d'un triangle est situé aux 2/3 de la hauteur du triangle.

[Marion 1ereS]

Mon professeur de physique-chimie nous a conseillé de tracer les médianes du triangle afin de mettre en valeur les angles droits.
Ce qui veut dire que je dois utiliser le théorème de Pythagore afin de trouver la distance ?

Je ne comprend pas très bien ou se situe F1, F2 et F3 sur mon schéma. F1 se "met" avec Q1 , F2 avec Q2 et F3 avec q3 ?

[SoS(17)]

Votre proposition d'associer F1 avec q1, F2 avec q2, ....., me paraît judicieuse.

La distance d que vous cherchez est donc égale à 2/3 de la hauteur du triangle. Vous devez donc calculer cette hauteur en vous aidant du théorème de Pythagore, comme l'a suggéré votre professeur. Bien sûr, les médianes (ou hauteurs) doivent être tracées, vous verrez mieux, mais vous l'avez sans doute déjà fait pour placer l'électron. Il suffit de choisir un triangle rectangle pour calculer une hauteur. Je vous laisse faire !

[Marion 1ereS]

Bonjour !

Si j'ai bien compris pour trouver d on calcule déjà la hauteur du triangle puis on fait : d= 2/3*h (hauteur du triangle)
AC² = AB² + BC²
AC² = 2,5² + 5²
AC² = 6,25 + 25
AC² = 31,25
AC = √31,25
AC = 5,6 cm

Donc d= 2/3 * 5,6 = 3,73 cm

[SoS(17)]

Bonjour Marion,

Vous faites une erreur : dans votre triangle rectangle ABC, vous connaissez l'hypothénuse AC (5 cm) et un des côtes AB (2,5 cm) et vous cherchez l'autre côté qui est la hauteur BC. Une fois ceci corrigé, vous devriez arriver au bon résultat !

[Marion 1ereS]

Donc après avoir corrigé je trouve CA= 4,3 cm
Donc d =2/3 * 4,3 = 2,8 cm

Dans mon énoncé je sais que q1 porte une charge +3e, q2 porte une charge +5e et q3 une change -2e
Afin de calculer les valeurs de F1, F2 et F3 je dois faire :

Pour q1 : 3 * -1,6^-19 = -4,8^-19 C
Pour q2 : 5 * -1,6^-19 = -8^-19 C
Pour q3 : (-2) * -1,6^-19 = 3,2^-19 C
Puis je remplace dans la formule, est ce qu'on peut obtenir des valeurs négatives ?

[SoS(12)]

Bonjour Marion, je reprends un peu la main à sos(17) qui répond a beaucoup de messages,

Pour la valeur de d, je suis d'accord, à une erreur d'arrondi près (je trouve 2,88 cm donc plutôt 2,9 cm si vous gardez un chiffre après la virgule).

Vos calculs de charge sont corrects, et bien sûr que vous pouvez trouver des valeurs négatives, e étant elle-même négative.

Il vous reste effectivement à remplacer dans la formule pour chacune des trois charges et ainsi répondre à la question 4.

Je reste à votre disposition.

[Marion 1ereS]

Bonjour et merci de votre réponse,

J'ai remplacé dans la formule en prenant d=2,9
Ce qui donne pour F1 : F1= 9,0^9 * (-4,8^-19)/(2,9)² = -5,13^-10
J'ai refais la même chose pour F1 et F2 en changeant les charges ce qui donne:
F2= -8,56^-10 et F3= 3,42^-10

Pour la question 5, comment je peux tracer des vecteurs avec des valeurs négatives ?

[SoS(12)]

Attention, 2 erreurs dans vos calculs :
* dans la formule, vous avez q et q', car la force traduit l'attraction ou la répulsion entre 2 charges électriques.
Ici, (-4,8x10-19) est la valeur d'une des deux charges électriques : il manque la deuxième dans votre formule.
* Ne devez-vous pas faire attention aux unités des différentes grandeurs que vous utilisez dans votre formule ? Regardez bien la formule dans votre cours, je suis sûr qu'on vous indique également les unités à utiliser.

Évidemment, ces deux erreurs se retrouvent dans vos trois calculs.


Pour ce qui est de la représentation d'une force négative, il faut observer les choses dans leur réalité : entre deux charges de même signe, la force est-elle attractive ou répulsive ? Même question entre deux charges de signe différent. Et comment représente-t-on alors la force ?

Je vous laisse corriger et poursuivre. Tenez moi au courant.

[Marion 1ereS]

Dans l'énoncé on sait qu'un électron est situé sur le centre de gravité du triangle donc je suppose que la deuxième charge vaut -1,6^-19 C ??
Oui, la distance au carré doit être en m, hors là elle est en cm. Ce qui fais donc, 2,9^-2 m ?

Entre deux charges du même signe, la force est répulsive donc, je fais une flèche qui part de q1, par exemple et qui va dans le sens contraire, enfin qui ne va pas vers l'électron qui est au centre du triangle ?
Et entre deux charges de signes contraire, la force est attractive, don je fais une flèche qui part de q1, par exemple et qui, dans ce cas, "pointe " vers l'électron au centre ?
Je saurais de qu'elle force il s'agit quand j'aurais fait mes calculs ?

[SoS(12)]

Tout cela est pas mal du tout !

Attention cependant : les forces F1, F2 et F3 sont les forces qui s'appliquent sur l'électron central. Par conséquent, toutes les flèches "commencent" sur l'électron, et par sur les charges au sommet du triangle. Toutes vos remarques sur l'orientation gardent cependant leur pertinence.

J'attends la suite.

[Marion 1ereS]

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Voici mes calculs:

Pour F1: F1=9,0^9 * [(-4,8^-19)*(-1,6^-19)]/ (2,9^-2)² = 8,22^-25
Pour F2: F2=9,0^9 * [(-8^-19)*(-1,6^-19)]/ (2,9^-2)² = 1,37^-24
Pour F3: F3=9,0^9 * [(3,2^-19)*(-1,6^-19)]/ ( 2,9^-2)² = -5,48^-25

J'ai tracé les vecteurs sur mon dessin, mais je ne suis pas sure que ça soit bon..