2MG08 / 28 mai 2010 / Travail écrit NOM: 1. Questions

2MG08 / 28 mai 2010 / Travail écrit
NOM:
1. Questions
(a). Un électron subit une force de 10-15 N.
Que vaut le champ électrique à l'endroit de
l'électron? Esquisser les vecteurs force et
champ E.
(b) Quelle est la charge portée par une mole de ion Ca2+ ?
(c) Des noyaux, initialement au repos, sont accélérés avec une tension de 2kV. A quelle
tension aurait-il fallu les soumettre pour que leur vitesse soit quadruple?
(d) Dans un modèle simplifiée de l'atome d'hydrogène, l'électron décrit une orbite circulaire
autour du proton à une vitesse de 1,1 .106 m/s. Quel est le rayon de cette orbite?
(e) Une gouttelette d'eau de masse M=0,1µg et portant un excès de 108 électrons est en
équilibre entre une paire de plaques carrées de côté 10 cm, séparées de 4 mm et disposées
horizontalement. Quelle tension faut-il appliquer aux plaques pour ce faire? Dessin, avec
polarité des plaques.
Exercice 1
(a) Esquisser la force s'exerçant sur le noyau d'uranium 238
(b) Calculer l' accélération du noyau.
-6 mC
+3 mC
= noyau dʼuranium 238
Exercice 2
Une paire de plaques carrées, de côté 10 cm, écartées de 4 mm est utilisée pour accélérer des
particules α. La vitesse initiale des α est de 3.106 m/s et on aimerait que leur vitesse finale soit
égale à 1/10 de la vitesse de la lumière.
(a) Faire un dessin (plaques et particule α). Quelle tension faut-il appliquer entre les plaques?
(b) Combien de temps faut-il aux particules pour passer d'une plaque à l'autre?
(b) Dans cette exercice on néglige le poids des particules. Justifiez.
(c) Quelle quantité de charge faut-il mettre sur chacune des plaques?
Exercice 3.
On utilise la résistance de 6 Ω pour chauffer 3 dl d'eau de 20°C à 100 °C. Combien de temps
faut-il pour cela ?
220 V
10 Ω
5Ω
12 Ω
6Ω
2Ω