Problèmes à résoudre




Retour sur la problématique du chapitre

43
Les orages

RAI/ANA : Utiliser des observations pour répondre à une problématique


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Lors d’un orage, les molécules constituant les nuages s’ionisent et des charges électriques apparaissent. Ces charges se séparent telles que la moyenne des charges en bas du nuage soit négative et celle en haut positive. Par l’influence de ces nuages, le sol se charge positivement.

Expliquer l’action de ces charges sur l’air situé entre les nuages et le sol.

Orage, éclair
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42
Champ gravitationnel de la Terre et de la Lune

RAI/ANA : Construire un raisonnement

Champ gravitationnel de la Terre et de la Lune

1. Déterminer la longueur dd, telle qu’au point xx les champs gravitationnels de la Lune et de la Terre soient de même intensité. dd sera exprimée en fonction de la masse MTM_{\text{T}} de la Terre, de la masse MLM_{\text{L}} de la Lune et de la distance DTLD_{\text{TL}} entre la Terre et la Lune


2. Comparer numériquement cette distance dd à la distance Terre-Lune DTL.D_{\text{TL}}.


Données
  • MT=M_{\text{T}}= 5,97 ×\times 1024 kg ;
  • ML=M_{\text{L}}= 7,35 ×\times 1022 kg ;
  • DTL=D_{\text{TL}}= 384 000 km.
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40
Un morceau de charbon chargé

RAI/ANA : Construire un raisonnement

Charbon


Soit un morceau de charbon dont la masse est égale à 100 g. On considère qu’il n’est constitué que d’atomes de carbone et qu’on lui a enlevé 1 % de ses électrons. Un électron est situé à 1,0 m de ce morceau de charbon.

1. a. Déterminer la masse hypothétique nécessaire que devrait avoir l’électron pour que la force gravitationnelle qu’il subit compense la force électrostatique du morceau de charbon.


1. b. Commenter votre résultat.


Données
  • k=k = 8,99 ×\times 109 N·m2·C-2 ;
  • M(C)=M(\text{C})= 12,0 g·mol-1 ;
  • NA=N_{\text{A}}= 6,022 ×\times 1023 mol-1 ;
  • G=G = 6,67 ×\times 10-11 N·m2·kg-2 ;
  • e=e= 1,602 ×\times 10-19 C.
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41
Lévitation d’une bille métallique

RAI/ANA : Construire un raisonnement

Lévitation d’une bille métallique

Soit une bille métallique de masse égale à 20 g, de charge électrique égale à qb=q_{\text{b}}= ++25ee, positionnée à la surface de la Terre, dans un champ électrostatique E\vec{E}, vertical et orienté vers le haut.

1. a. Schématiser la situation.
Couleurs
Formes
Dessinez ici


1. b. Déterminer l’intensité de EE, telle que la bille soit immobile en l’air.


Données
  • g=g= 9,81 N·kg-1 ;
  • e=e= 1,602 ×\times 10-19 C.
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