cohesion et transformation de la matiere

PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE
LA MATIERE p1/4
DIMENSIONS DES DIFFERENTES STRUCTURES DES EDIFICES ORGANISES.
CARACTERISTIQUE DES CONSTITUANTS DE L’ATOME
NOM Charge électrique (C)
Masse (kg) Ordre de grandeur de
la masse (en kg)
Proton q
p
=1,602.10
-
19
C
1,673.10
-
27
10
-
27
Neutron q
n
=0
1,675.10
-
27
10
-
27
électron q
e
= - 1,602.10
-
19
C
9,1.10
-
31
10
-
30
LES INTERACTIONS FONDAMENTALES
interaction portée édifice
majoritairement
concerne
remarque
gravitationnelle
Infinie Responsable de l’attraction
terrestre, du mouvement terrestre
électromagnétique infinie atome Responsable de la cohésion de la
matière à l’échelle atomique
forte 10
-
15
m noyau Responsable de la cohésion du
noyau. Compense la répulsion
électrique entre protons et lie les
protons et neutron entre eux
faible 10
-
17
m noyau Responsable de certaines
désintégration radioactives
(émission de particule par des
noyaux)

PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE
LA MATIERE p2/4

PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE
LA MATIERE p3/4
Exercice :
Soit un noyau d'hélium ܪ݁
ଶ
ସ
(2 protons, 2 neutrons). Déterminons la valeur des
interactions gravitationnelles et électriques qui existent entre les différentes particules de
ce noyau:
Interaction gravitationnelle:
F
p/p
= G.m
p
2
d
2
=>
F
p/p
=
6,67.10
-
11
.(1,67.10
-
27
)
2
(2,4.10
-
15
)
2
=> F
p/p
= 3,23.10
-
35
N
Interaction électrique:
F
p/p
= K.|q
A
.q
B
|
d
2
=>
F
p/p
=
9.10
9
.(1,6.10
-
19
)
2
(4,8.10
-
15
)
2
=> F
p/p
= 10N
Conclusion : La force de répulsion électrique est très supérieure à la
force d'attraction gravitationnelle. La cohésion des noyaux ne peut être
due aux deux forces précédentes (les noyaux se disloqueraient).
La cohésion des noyaux est donc due à l'interaction forte.
Définition: L'interaction forte est une interaction attractive importante
qui s'exerce sur les nucléons. Elle assure la cohésion des noyaux.
Remarque: Contrairement à l'interaction gravitationnelle et à
l'interaction électrique, l'interaction forte augmente avec la distance.
Cependant, c'est une action à courte portée.
2. A l'échelle atomique
Soit un atome d'hydrogène .
Déterminons la valeur des interactions
gravitationnelles et électriques qui
existent entre le noyau et l'électron de cet atome.

PARTIE 2 – COMPRENDRE – LOI ET MODELE- COHESION ET TRANSFORMATION DE LA MATIERE- Chapitre 7 : COHESION DE
LA MATIERE p4/4
Interaction gravitationnelle:
F
p/e
= G.m
p
.m
e
d
2
=>
F
p/e
=
6,67.10
-
11
.1,67.10
-
27
.9,11.10
-
31
(53.10
-
12
)
2
=> F
p/e
= 3,61.10
-
47
N
Interaction électrique:
F
p/e
= K.|q
A
.q
B
|
d
2
=>
F
p/e
=
9.10
9
.(1,6.10
-
19
)
2
(53.10
-
12
)
2
=> F
p/p
= 8,20.10
-
8
N
La force d'attraction électrique est très supérieure à la force
d'attraction gravitationnelle. L'interaction électrique assure la
cohésion de la matière à l'échelle atomique.
Connaissances à acquérir :
☺
Connaître les ordres de grandeur des dimensions des différentes
structures des édifices organisés.
Connaître l’ordre de grandeur des valeurs des masses d’un nucléon et de
l’électron.
Savoir que toute charge électrique peut s’exprimer en fonction de la
charge élémentaire e
Associer à chaque édifice organisé, la ou les interactions fondamentales
prédominantes.