on utilise l’équation 4.7 du manuel.
(a) Si q=2e=2¡1,6×10−19¢=3,2×10−19 Cet
m=4u=4¡1,66 ×10−27¢=6,64 ×10−27 kg, alors
∆K=−q∆V=⇒1
2mv2
f−1
2mv2
i=−q∆V=⇒
∆V=mv2
f
2(−q)=(6,64×10−27)(3,00×107)2
2(−3,2×10−19)=−9,34 ×106V
(b) Si q=92e=92¡1,6×10−19¢=1,472 ×10−17 Cet
m= 235u= 235 ¡1,66 ×10−27¢=3,90 ×10−25 kg :
∆K=−q∆V=⇒1
2mv2
f−1
2mv2
i=−q∆V=⇒
∆V=mv2
f
2(−q)=(3,90×10−25)(3,00×107)2
2(−1,472×10−17)=−1,19 ×107V
E15. On donne −→
E=−120−→
jV/m. On rappelle que le produit scalaire de deux vecteurs peut
être calculé en utilisant l’une ou l’autre des équations 2.9 et 2.11 du tome 1 :
−→
E·−→
s=Escos θ=Exsx+Eysy+Ezsz
Pour les deux questions, le point AcorrespondausoletlepointBest à la hauteur
spécifiée.
(a) On donne −→
s=1,8−→
jm. À partir de l’équation 4.6adu manuel, on calcule
∆V=VB−VA=−−→
E·−→
s=−Eysy=−(−120) (1,8) = 216 V
(b) Avec −→
s= 433−→
jm, on obtient
∆V=VB−VA=−−→
E·−→
s=−Eysy=−(−120) (433) = 52,0kV
E16. On donne d=0,03 m, vi=0,q=−e, m =9,1×10−31 m. Comme l’électron se déplace
à partir du point de potentiel le plus bas, on peut poser que VA=0VetVB= 120 V.
(a) À partir de la valeur absolue de l’équation 4.6c,ontrouve
|∆V|=Ed =⇒E=|∆V|
d=120
0,03 = 4,00 ×103V/m
(b) Par définition (équation 8.4 du tome 1), le travail d’une force conservative et l’énergie
potentielle qui lui est associée sont reliés par Wc=−∆U. Dans le cas de la force électrique,
cette équation devient WE=−∆U. Si on utilise aussi l’équation 4.1, on obtient
WE=−∆U=−q∆V=−q(VB−VA)=−¡−1.6×10−19¢(120) = 1,92 ×10−17 J
Il est naturel que ce travail soit positif, étant donné que l’électron accélère.
(c) L’énoncé du problème précise que l’électron va vers le potentiel le plus élevé; ainsi,
∆V=VB−VA=120 V
(d) À partir de l’équation 4.1, on trouve
v4 Électricité et magnétisme, Chapitre 4 : Le potentiel électrique 5