39. Le proton accomplit un mouvement circulaire uniforme, et la

39. Le proton accomplit un mouvement circulaire uniforme, et la force électrique de la sphère qui s’exerce sur le proton
joue le rôle de force centripète. Selon la deuxième loi de Newton, F mv2/r, où F est la grandeur de la force, v, la
vitesse du proton et r, le rayon de son orbite. Ils sont sensiblement les mêmes que ceux du rayon de la sphère.
La grandeur de la force exercée sur le proton est F eq/4πε0r2, où q est la charge sur la sphère. Par conséquent,
1 eq
mv 2
=
4πε0 r2
r
de sorte que
(1,67 × 10−27 kg)(3,00 × 105 m/s)2 (0,010 0 m)
4πε0 mv 2 r
=
2
e
(8,99 × 109 N · m2 /C )(1,60 × 10−19 C)
= 1,04 × 10−9 C.
q=
La force doit s’orienter vers l’intérieur, en direction du centre de la sphère et, puisque le proton porte une charge
positive, le champ électrique doit également s’orienter vers l’intérieur. La charge sur la sphère est négative :
q 1,04 109 C.