P2 INTERACTIONS FONDAMENTALES
Dans l’univers il existe 4 types d’interactions dont 2 se ressemblent beaucoup:L'interaction gravitationnelle et électrique
I L'interaction gravitationnelle:Loi de la gravitation entre 2 masses mA et mB:
• Il s’agit toujours d’une force d’attraction
N
m
G est une constante G = 6,67.10 -11 unité SI
2/ d
mmGF BA
mm BA
kg
II L'interaction électrique:
Loi de Coulomb entre deux charges électriques qA et
qB:
Si qAet qB ont même signe
►répulsionSi elles sont de signe contraire
► attraction
NC
m
K est une constante k = 9,0.10 9 unité SI
2/ d
qqkF BA
qq BA
• d=Distance séparant les deux masses
III Cas particulier de ‘linteraction gravitationnelle au voisinage de la surface terrestre:
Soit un corps de masse mA à la surface de la Terre de masse mB,
alors
Poids du corps A en N
Cette quantité est invariable à la surface de la Terre.On l’appelle intensité de pesanteur “g”
2/
T
ATmM
R
mMGF
AT
AAmM PgmFAT
/
Donc:
Intensité de la pesanteurg=9,81 N.kg-1
IV Application :2 protons d'un atome d'hélium sont distants de d = 10-15 m calculer la valeur des deux interactions et comparer les.
•L'interaction électrique (répulsive) vaut:
•L'interaction gravitationnelle (attractive) vaut:
215
19199
)10(
10.6,110.6,110.0,9
2/ r
qqkF PP
qq BA
2/ r
mmGF BA
mm BA
NFBA qq
2/ 10.3,2
215
272711
)10(
10.67,110.67,110.67,6
NFBA mm
34/ 10.9,1
Exercices 19 et 23 p30
1. qA=3*1,6.10-19C ce qui correspond à trois protons alors que qB
correspond à la charge de 4 électrons.2. Schéma
3. qA et qB s’attirent mutuellement
4. Selon la loi de coulomb:2/ d
qqkF BA
qq BA
)²05,0(
10.4,610.8,410.0,9
19199
/
BA qqF AB qqFN /2410.1,1
2. Schéma
dLune
Terre
Soleil
Satellitex
dLune
Terre
Soleilsatellitex
2a. Expression de la valeur des forces exercées sur la Lune
2/x
mMGF T
sT
et2/
)( xd
mMGF L
sL
b. Ces deux forces sont de sens opposé, donc pour quelles s’annulent,il faut que sLsT FF //
22 )(
xd
mMG
x
mMGdonc LT
22)( ' xMxdMoùd LT
xMxdM LT )( xMMdM TLT )(
kmdMM
Mx
TL
T 5
2422
24
10.42,338000010.610.34,7
10.6
dT/S
kmdMM
Mx
TL
T 5
2422
24
10.42,338000010.610.34,7
10.6
3 a. Dans la position précédente2
// )( ST
SsSoleil dx
mMGF
NF sSoleil 94,2)10.50,110.42,3(
50010.99,110.67,6
2118
3011
/
b. Si on calcul FT/s et FL/s on trouve: FT/s = FL/s = 1,7 N
Donc FSoleil/s n’est négligeable ni devant FT/s et FL/s ni devant leur
somme car FT/s et FL/s s’anullent.
c. Si on représente ces 3 forces, alors on doit avoir
FL/s FT/s
FSoleil/s
Satellite●
Il faut donc déplacer le satellite vers la Lune (à gauche) pour que les forces se compensent à nouveau.
FL/s FT/s
FSoleil/s
Satellite●
5 cm
+ + +
qA - -- -
qB
En choisissant comme échelle 1cm pour 0,5.10-24 N on a
AB qqF / BA qqF /