word - Physique

Fiche de synthèse sur les champs
On parle de champ d'une grandeur physique (ex : champ magnétique, champ de température) lorsqu'on peut attribuer une valeur à cette grandeur physique en tous points d'une région de
l'espace. Un champ peut être vectoriel si la grandeur physique est un vecteur (exemple 𝐵
⃗
, le champ magnétique) ou scalaire (exemple, champ de température).
Pour un champ vectoriel, on peut définir des lignes de champ. Une ligne de champ est une courbe orientée tangente aux vecteurs du champ.
Champ
Sources de champ
Allure des lignes de champ
Action du champ sur
Effet du champ
Exemple
Champ
magnétique,
noté 𝐵
⃗
(Unité :
le tesla, T)
- Aimants
- Courants électriques
- La Terre
(dû aux courants
électriques dans le
noyau liquide
métallique)
Autour d'un aimant :
Sur d'autres aimants
(et notamment une
aiguille aimantée)
Une aiguille aimantée située en un
point M où il règne un champ
magnétique va s'orienter de manière
à s'aligner dans la même direction et
le même sens que 𝐵
⃗
(𝑀)
Champ
électrique,
noté 𝐸
⃗
(Unité :
le N.C-1 ou le
V.m-1)
Charges électriques
Autour d'une charge électrique q > 0
Autour d'une charge électrique q < 0
Sur les charges
électriques
Une charge électrique q située à un
point M où il règne un champ 𝐸
⃗
(𝑀)
subit une force électrique
𝐹
= 𝑞𝐸
⃗
(𝑀)
Cette force a
 - même direction que 𝐸
⃗
(𝑀)
 - une intensité F = |q|E
Si q > 0,
 𝐸
⃗
(𝑀) et 𝐹
sont dans le même sens
Si q < 0,
 𝐸
⃗
(𝑀) et 𝐹
pointent dans des sens
opposés
Un proton placé en un point M où il règne
un champ 𝐸
⃗
(𝑀) d'intensité
E(M) = 3,2 N.C-1 va subir une force
d'intensité
F = eE
F = 1,60 × 10-19 × 3,2
F = 5,1 × 10-19 N
Schéma :
Champ de
pesanteur,
noté 𝑔
(Unité :
le N.kg-1 ou
les m.s-2)
Astres
(Terre, Lune, Mars... )
Autour d'un astre de masse m, si on
fait l'approximation que le champ de
pesanteur est confondu avec le
champ gravitationnel :
Sur les masses
Une masse m située à un point M où
il règne un champ de pesanteur 𝑔 (𝑀)
est soumise à une force : son poids 𝑃
⃗
tel que
𝑃
⃗
= 𝑚𝑔 (𝑀)
Remarques :
- la direction de 𝑔 (𝑀) définit la
verticale d'un lieu
- au voisinage de la Terre, dans une
région de l'espace dont les
dimensions sont de l'ordre du km, on
peut considérer que le champ de
pesanteur est uniforme.
Une masse m = 50 kg située au voisinage de
la Terre où l'intensité du champ de
pesanteur vaut 9,8 N.kg-1 subit une force
de pesanteur d'intensité
P = mg
P = 50 × 9,8
P = 4,9 × 102 N
Schéma :
N