Fiche d’exercices 1ereS : Les interactions fondamentales Exercice 1 : Rayon atomique et nucléaire On veut réaliser une maquette d’un atome d’hydrogène. 1- Quelles sont les particules qui composent un atome d’hydrogène. 2- Quel est le symbole du noyau de l’atome d’hydrogène ? 3- Pour représenter le proton on choisit une bille de 1 cm de diamètre. Quel sera l'ordre de grandeur du diamètre de la maquette de l’atome ? Justifie. Exercice 2 : Réaction nucléaire En projetant des noyaux d’hélium 4 2 He sur de l’aluminium 27 13 Al , Irène et Frédéric Joliot Curie ont 30 obtenu un isotope du phosphore dont la notation symbolique est 15 P . Au cours de la réaction entre un noyau d’hélium et un noyau d’aluminium, le nombre et la nature des nucléons ne changent pas : il se forme un noyau de l’isotope du phosphore, et une particule élémentaire est éjectée. 1- Expliciter la composition particulière des noyaux d’hélium et des noyaux d’aluminium et phosphore, en citant les particules qui les composent et leur nombre. 2- Quelle est la particule qui est éjectée. 3- Proposer une notation pour le bilan de la réaction, en respectant la conservation du nombre et de la nature des nucléons. Exercice 3 : Le poids d’un élève 1- Calculer la valeur de l’interaction gravitationnelle entre la Terre et un élève de 70,0 kg. 2- Calculer le poids de l’élève. 3- Comparer ces deux valeurs. Conclure. Exercice 4 : L’atome d’oxygène Dans un atome d’oxygène, la distance entre le noyau et l’électron est variable. On la considère égale ici à 0,53.10-10m. 1- Donner l’expression puis calculer la valeur de l’interaction électrique qui s’exerce par le noyau sur l’électron. Cette interaction est-elle attractive ou répulsive ? 2- Même question pour l’interaction gravitationelle. 3- Comparer les valeurs et la nature des deux interactions et commenter. Exercice 5 : Gravité – électricité 1- Calculer l'attraction gravitationnelle entre le Soleil et et Jupiter, sachant que la distance qui les sépare est en moyenne de 8,16.108 km. 2- Pour comparer les intéractions gravitationnelle et coulombienne, on considère que le Soleil et Jupiter portent deux charges opposées de même valeur absolue. Quelle devrait-être cette charge pour obtenir une interaction électrique de même valeur que l'intéraction gravitationnelle précédente ? 3- Combien d'électrons aurait-il fallu arracher ou déposer pour créer cette charge ? Données : G = 6,67.10-11 SI k = 8,99.109 SI masse de l’électron : me = 9,10.10-31kg masse du proton : mp = 1,67.10-27 kg pesanteur : g = 9,81 N.kg-1 Charge élémentaire : e = 1,6,10-19 C Masse de la Terre : MT = 5,98.1024 kg Rayon de la Terre : RT = 6400 km Masse du Soleil : MS = 1,99.1030 kg Masse de Jupiter : MJ = 1,90.1027 kg Distance moyenne Terre-Lune : DTL = 360.103 km Distance moyenne Terre-Soleil : DTS = 150.106 km