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PARTIE I : LES INTERACTIONS FONDAMENTALES
I.
LES PARTICULES ELEMENTAIRES
I.1. Caractéristiques
A l’échelle astronomique, humaine ou microscopique toute matière vivante ou inerte peut être considérée
comme constituée à partir de 3 particules appelées particules élémentaires : ________________,
___________________ et _____________________.
Particule
Symbole
Charge électrique
en coulombs ( C )
Masse en kilogrammes
( kg )
m (e ) = 9,109. 10-31
électron
e-
q( e - ) = -e = - 1,6 . 10 -19
proton
p
q ( p ) = + e = + 1,6 . 10 -19 m ( p ) = 1,673 . 10-27
neutron
n
q(n)=0
m ( n ) = 1 ,675 . 10-27
On retiendra que :
e est appelée charge électrique _______________e = 1,6 . 10 –19 C, c’est en valeur absolu, la plus petite charge
électrique connue.
Toute charge électrique dans l’univers est un ___________________ de e.
I.2. L’atome et le noyau
Le noyau d’un atome est environ ________________ fois plus petit que l’atome lui-même.
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II.
L’INTERACTION GRAVITATIONNELLE
Deux corps ponctuels ou à répartition sphérique de masse*, de masses mA et mB dont les centres respectifs A
et B sont distants de d, exercent l’un sur l’autre des forces attractives de même valeur F
.* Un corps à répartition sphérique de masse est un corps sphérique dont la masse est répartie régulièrement
autour de son centre. Les corps célestes ( étoiles, planètes, satellites) peuvent êtres considérés en première
approximation comme des corps à répartition sphérique de masse.
A
m
B
mB
A
Exercice 1
Exercice 6 page 22
III.
L’INTERACTION ELECTRIQUE
III.1. Phénomènes d’électrisation
III.1.1 Electrisation par frottement
Morceau de laine
Règle en PVC
Par _______________ on peut faire passer des électrons d’un corps à un autre.
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III.1.2 Electrisation par contact
III-2) Conducteurs et isolants
Ce sont les porteurs de charges électriques qui assurent la conduction de __________________ :
-
Dans les conducteurs métalliques ce sont des ________________ (chargés _________________) qui
peuvent se déplacer librement.
Dans les solutions conductrices (électrolytes) ce sont les ___________ et les ___________ qui se
déplacent.
Au contraire les isolants ne _____________________aux électrons de circuler librement.
N.B. Dans un isolant les déplacements de charges sont limités à la taille atomique ( ou moléculaire)
III-3) Loi de Coulomb
La valeur F des forces d’interactions électriques entre deux charges électriques ponctuelles A et B de charges
respectives qA et qB et déparées par une distance d, est donnée par la relation :
Cas n°1 : cas de charges de même signe ( qA.qB>0)
REPULSION
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Cas n°2 : cas de charges de signes contraires ( qA.qB<0)
ATTRACTION
Exercice 2 :
Une particule A de charge électrique q>0 est placée à une distance r d’une particule B de charge q’ >0.
1. Faire un schéma faisant apparaître les forces exercées sur les deux particules.
2. Faire un nouveau schéma en remplaçant la particule B par une particule C portant une
charge q’’ = - 2 q’.
IV.
L’INTERACTION FORTE
Au sein d’un tout petit volume, le noyau de l’atome, il existe des forces de répulsion électriques considérables
entre les ________________ chargés positivement. La cohésion du noyau ne peut donc être assurée que par
des forces ____________________ agissant à très courte distance et ____________________ aux forces
répulsives : on parle d’interaction forte.
N.B. Lorsque le nombre de protons augmente ( Z > 92) l’interaction électrostatique prend le dessus sur
l’interaction forte, le noyau devient alors instable  radioactivité.
V.
LA COHESION DE LA MATIERE (voir § 4 page 16)
V.1. A l’échelle astronomique
L’interaction ________________ assure la cohésion de la matière à l’échelle de l’Univers.
V.2. A l’échelle du noyau
L’interaction __________ assure la cohésion de la matière à l’échelle du noyau.
V.3. A l’échelle atomique et humaine
L’interaction _______________________ est responsable de la cohésion de la matière ( y
compris la matière vivante) à l’échelle atomique et humaine.