Série n 1 L’INTERACTION ELECTRIQUE Résume Enonce de la loi de Coulomb :Entre deux objets ponctuels (A) et (B), immobiles, portant respectivement les charges electriques qA et qB et places respectivement en A et B, s’etablit une interaction electrique attractive si les deux charges sont de signes contraires et repulsives si les deux charges sont de meme signes. Dans le vide : K = 9.109.SI (N.m2. C’2). Champ Electrique : ---Dans une région de l'espace où une charge électrique q (en un point M) est soumise à une force électrique F règne un champ électrostatique. ---Le champ électrique crée par une charge Q placée en un point A est donné par la formule : Série n 1 L’INTERACTION ELECTRIQUE Exercice n°1 :★ Une charge électrique ponctuelle q = 4,8.10’7 C est placée dans le vide en un point O. Donner les caractéristiques du champ électrostatique qu’elle produit en un point A situe a de O. 10 cm Exercice n°2 :★ Une particule située en un point M d’un champ électrique ou le vecteur champ a pour valeur 5.105 V.m‾¹ , est soumise a une force de sens oppose au vecteur champ électrostatique et d’intensité 8.10‾14N. Calculer la charge de la particule . Exercice n°3:★ Deux charges électriques ponctuelles égales situées respectivement en deux points Aet B distants de 2 cm, dans le vide, se repoussent avec une force F d'intensité ||f|| = 10‾6 N. Déterminer ces deux charges Exercice n°4 :★ Dans la région de l'espace où tout point M est repéré dans un repère orthonormé (O, i, j), on superpose deux champs électrostatiques uniformes représentés par les vecteurs: Ē 1=10³.i et Ē 2 = 4.10³.j 1°) Montrer qu'en tout point de cette région de l'espace, il existe un champ électrostatique uniforme qu'on précisera. 2°) Déterminer la force électrostatique subie par un ion de cuivre placé en un point de ce champ. Exercice n°5 :★ On dispose de deux charges électriques q1= 10‾6 C et q2 < 0 . 1- Donner les caractéristiques de l’interaction entre les deux charges ( faire un schéma ). 2 - Sachant que la distance qui sépare les deux charges est d = 10 cm ; et que la force qu’exerce chaque charge sur l’autre est ||F|| = 9.10‾5 N donner l’expression de q2 en fonction de ||F || , q1 et k puis calculer sa valeur. Exercice n°6 :★ Deux pendules électrostatiques de même longueur L= 20cm portent 2 petites boules identiques de masse m = lg chacune et de charges électrostatiques égales. Les points de suspension O1 et O2 des deux pendules sont distant de a=5cm a l’équilibre chaque boule fait avec la verticale un angle de 6°. 1) a- Représenter les forces qui s’exercent sur chaque boule, b- déterminer la valeur de la force électrique. 2) En appliquant la loi de coulomb, déduire les valeurs possibles de la charge q. Exercice n°7:★ Soient 2 charges ponctuelles q A et q B placées respectivement au point A et B; qA >0 ; qB = - qA. Déterminer le champ électrostatique crée par ces 2 charges en fonction de k ; q A et d =AB dans chacun des cas suivant : a- Au point M1 = A* B b- Au point M2 tel que AM 2 = 2 AB c- Au point M3 tel que AM 3 = 2/3 AB d- Au point M4 tel que M4 ∈ médiatrice de AB (dans ce cas on se place dans un repère orthonormé de centre O = M4 et on prend r = AM4 = BM4). Série n 1 L’INTERACTION ELECTRIQUE Exercice n°8 Soit le repere R (O , i, j ). 1) une charge electrique ponctuelle q1de valeur 5µ C est placée au point origine O du repere precedent : a- Dessiner sur un schema le spectre electrique de cette charge. b- Preciser les caracteristiques du champ electrique Ē 1 en un point M de coordonnées M (x = 3cm ; y = 0 ) . • Representer ce vecteur champ sur le schema precedent. 2) La charge q1 est remplacee par une autre charge ponctuelle q2 = -5µ.C au point A de coordonnees (xA = 3cm ; yA = -5 cm) : a- Dessiner sur un schema quelques lignes du champ electrique due a cette charge. b- Preciser les caracteristiques du champ electrique Ē 2 au point M precedent. • Representer sur le deuxieme schema le vecteur Ē2. 3) Les deux charges sont placees simultanement q1 en O et q2 en A : a- Representer sur un troisieme schema les vecteurs champs electriques Ē1 de q 1et Ē 2 de q 2. Representer sur le meme schema le vecteur Ē: la somme vectorielle des deux champs Ē 1et Ē 2 d’apres le principe de superposition. b- Calculer la valeur de Ē par deux méthodes, l’une est la construction a l’échelle en prenant pour la valeur du champ électrique : 1 cm représentant 107 V. m‾1.
