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Chapitre 11
Problèmes à résoudre
Modélisation d'interactions fondamentales
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40 Un morceau de charbon chargé
✔ RAI/ANA : Construire un raisonnement
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.
b. Commenter votre résultat.
Données
- 8,99 109 N·m2·C-2 ;
- 12,0 g·mol-1 ;
- 6,022 1023 mol-1 ;
- 6,67 10-11 N·m2·kg-2 ;
- 1,602 10-19 C.
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41 Lévitation d'une bille métallique
✔ RAI/ANA : Construire un raisonnement
Soit une bille métallique de masse égale à 20 g, de charge électrique égale à 25, positionnée à la surface de la Terre, dans un champ électrostatique , vertical et orienté vers le haut.
1. a. Schématiser la situation.
b. Déterminer l'intensité de , telle que la bille soit immobile en l'air.
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b. Déterminer l'intensité de , telle que la bille soit immobile en l'air.
Données
- 9,81 N·kg-1 ;
- 1,602 10-19 C.
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42 Champ gravitationnel de la Terre et de la Lune
✔ RAI/ANA : Construire un raisonnement
1. Déterminer la longueur , telle qu'au point les champs gravitationnels de la Lune et de la Terre soient de même intensité. sera exprimée en fonction de la masse de la Terre, de la masse de la Lune et de la distance entre la Terre et la Lune
2. Comparer numériquement cette distance à la distance Terre-Lune
Données
- 5,97 1024 kg ;
- 7,35 1022 kg ;
- 384 000 km.
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D Deux ions
✔ ANA : Construire un raisonnement
On imagine que deux ions aluminium , à la surface de la Terre, séparés par 10 cm l'un de l'autre.
Ces ions subissent-ils davantage l'attraction de la Terre ou leur répulsion électrostatique ? Qu'en sera-t-il si on les éloigne de 50 cm ?
On imagine que deux ions aluminium , à la surface de la Terre, séparés par 10 cm l'un de l'autre.
Ces ions subissent-ils davantage l'attraction de la Terre ou leur répulsion électrostatique ? Qu'en sera-t-il si on les éloigne de 50 cm ?
Données
- N·m2·C-2
- C
- N·kg-1
- kg
- kg
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Retour sur la problématique du chapitre
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43 Les orages
✔ RAI/ANA : Utiliser des observations pour répondre à une problématique
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.
Expliquer l'action de ces charges sur l'air situé entre les nuages et le sol.
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