E4. (a) Pour faciliter l’écriture, on numérote les charges q1=−4qet q2=9q:
Pour tous les points qui ne sont pas sur l’axe des x, −→
E1et −→
E2ne peuvent être de sens
opposésetlechampélectriquerésultantnepeutêtrenul.Surl’axedesx, entre les deux
charges, les deux vecteurs sont dans le même sens. À droite de q2, les deux vecteurs sont
de sens opposés mais |q2|>|q1|et r2<r
1.IlestdoncimpossiblequeE1=E2.
Le point Pcherché ne peut se trouver qu’à gauche de q1sur l’axe des x. On cherche
la position xde ce point. À partir de la figure, avec x<0,on voit que r2
1=x2et
r2
2=(1−x)2on écrit
−→
E1+−→
E2=0 =⇒E1=E2=⇒k|q1|
r2
1=k|q2|
r2
2=⇒4q
x2=9q
(1−x)2=⇒
4(1−x)2=9x2=⇒5x2+8x−4=0
Les racines de cette équation quadratique sont x=0,400 metx=−2,00 m. Comme le
point Pdoit se trouver à gauche de q1, on ne conserve que le second résultat :
x=−2,00 m, y=0m
On note que la solution est indépendante du signe de q.
(b) Si q2=−q, en suivant un raisonnement similaire à la partie (a), on conclut que le champ
électrique résultant ne peut être nul qu’entre les deux charges, sur l’axe des x:
Àpartirdelafigure, avec x>0,on voit que r2
1=x2et r2
2=(1−x)2et on écrit
−→
E1+−→
E2=0 =⇒E1=E2=⇒k|q1|
r2
1=k|q2|
r2
2=⇒4q
x2=q
(1−x)2=⇒
4(1−x)2=x2=⇒3x2−8x+4=0
Les racines de cette équation quadratique sont x=2,00 metx=0,667 m. Comme le
point Pdoit se trouver entre q1et q2, on ne conserve que le second résultat :
x=0,667 m, y=0m
Ici aussi, on note que la solution est indépendante du signe de q.
2Électricité et magnétisme, Chapitre 2 : Le champ électrique v4