Correction - Physique

Exercice 1 : Distinguer des champs. (N°6 p.21 3)
champ scalaire
champ vectoriel
champ de pression
champ magnétique
champ de température
champ électrostatique
champ d'altitude
champ de pesanteur
Exercices
Chapitre 1 2 Champs et forces
Exercice 2 : Lire une carte de vitesse des vents. (N°11 p.21 4)
1 . Pour connaître les caractéristiques du vent en un point, il faut connaitre : sa direction, son
sens et son intensité. Il s'agit d'un champ vectoriel.
2. et 3. Un champ uniforme est un champ dont les caractéristiques ne dépendent pas du point
de l’espace considéré.
: champ uniforme (voir la carte)
Exercice 3 : Champs domestiques. (N°1 7 p.21 4)
1 . Les valeurs du champ magnétique, lors de l'utilisation d'appareils domestiques, varient
fortement selon la distance. Il est donc important de préciser la distance à laquelle on mesure la
valeur du champ, car une utilisation de trop près peu s'avérer dangereuse.
2. Les valeurs du champ électrique pour l'utilisation de chaque appareil sont largement
inférieures à la valeur limite recommendée. Concernant le champ magnétique ; une utilisation
correcte, c'est-à-dire à 30 cm, respecte les normes car les valeurs du champ restent inférieures
à la valeur limite recommendée.
Exercices
Chapitre 1 2 Champs et forces
Exercice 4 : La Terre a rendez-vous avec la lune. (N°1 8 p.21 5)
1 . Schéma de la situation.
2. Représenter des lignes de champ gravitationnel terrestre.
3. La force d’attraction gravitationnelle exercée par la Terre sur la Lune vaut :
MT . ML
5,98 x 1 0 24 x 7,4 x 1 0 22
F T/L = G.
≈
(3,84 x 1 0 8)²
d²
F T/L ≈ 6,67 x 1 0 – 11 .
F T/L ≈ 2,0 x 1 0 20 N.
Exercice 5 : Points d'équigravité. (N°20 p.21 5)
1 .et 2. Cas de la Terre
Cas de la Lune
3.
GT =
G.
MT
et
GL =
G.
Exercices
Chapitre 1 2 Champs et forces
ML
d²
d²
Pour des distances identiques, le champ de gravitation de la Terre a une influence plus
importante que celui de la Lune car la Terre est environ 80 fois plus lourde que la Lune. C'est
donc la Terre qui déforme le plus les lignes de champ de l'austre astre.
4. a. G T + GL = 0 lorsque les deux vecteurs ont la même direction, des sens opposés et la
même intensité.
b. D'après la question a. ; la ligne de champ sur laquelle se trouve le point d’équigravité, point
ou les vecteurs champs gravitationnels lunaire et terrestre se compensent, est la ligne de
champ qui relie les centres de la Terre et de la Lune :
Exercices
Chapitre 1 2 Champs et forces
Exercice 6 : Le temps est à l’orage. ( N°24 p.21 6)
Par beau temps, le champ électrostatique au voisinage de la surface de la Terre est
quasiment uniforme. Sa valeur est de l’ordre de 1 50 V.m -1 et est dirigé vers le sol.
Par temps d’orage, on observe la formation de cumulo-nimbus. Ces nuages ont une
base quasiment horizontale, chargée négativement.
Au voisinage de cette base, le sol se charge positivement. L’accumulation de charges
électriques est telle que la valeur du champ électrostatique peut dépasser 20 kV.m -1 .
Le champ est si intense que l’air est ionisé, ce qui le rend beaucoup plus conducteur
qu’habituellement.
Une décharge électrique est donc possible, c’est l’éclair.
1 . D'après le texte : "Par beau temps, [...] Sa valeur est de l’ordre de 1 50 V / m et est
dirigé vers le sol." indique que le sol est chargé négativement.
2. D'après le texte : "Ces nuages ont une base quasiment horizontale, chargée
négativement." indique que le nuage repousse les charges négatives du sol. On parle
d'électrisation par influence : le sol devient chargé positivement.
3. Le système formé par le sol et la partie inférieure du cumulo-nimbus peut être
modélisé par un condensateur plan chargé.
4. Champ électrostatique :
a. D'après la question 3. , le champ électrostatique est le même que celui d'un
condensateur plan chargé. Les lignes de champ sont donc verticales et vont des
charges + vers les charges - .
b.