Bilan : Synthèse et méthode sur Interactions fondamentales et champs

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Gravitation : F = m\,G, G = G\,M/r^2 ; électrostatique : F = q\,E, E = k\,|q|/r^2. • Champs uniformes : pesanteur locale (P = m\,g) et condensateur plan (E = U/d). • Unités : champ de gravitation en N/kg, champ électrostatique en V/m, forces en N. • Pour une particule chargée, le poids est presque toujours négligeable devant la force électrique.

Le cours

Bilan : Synthèse et méthode sur Interactions fondamentales et champs Deux interactions, une même structure : • gravitation : F = G\,m_A\,m_B/d^2, toujours attractive ; champ créé par une masse M : G = G\,M/r^2, dirigé vers la masse ; force : F = m\,G ; • électrostatique : F = k\,|q_A\,q_B|/d^2, attractive ou répulsive ; champ créé par une charge q : E = k\,|q|/r^2 ; force : F = q\,E. Champs uniformes : champ de pesanteur local g (P = m\,g, g 9,81\ N/kg) et champ d'un condensateur plan (E = U/d, de la plaque + vers la plaque -). Représentation : lignes de champ tangentes au vecteur champ, resserrées là où il est intense. Méthode générale 1. Identifier les sources (masses, charges, plaques) et le système étudié. 2. Calculer le champ au point considéré (valeur, direction, sens), en unités SI. 3. En déduire la force : F = m\,G ou F = q\,E, en tenant compte du signe de q. 4. Comparer les forces en présence pour savoir lesquelles sont négligeables, puis conclure (équilibre, mouvement, déviation). Astuce et méthode clé Raisonne toujours « source → champ → force » : le champ décrit l'effet de la source en un point, la force s'obtient ensuite en multipliant par la masse ou la charge de l'objet placé en ce point. Piège classique à éviter Confondre champ et force : un champ de 5,0 10^3\ V/m n'est pas une force ; la force sur un électron vaut e\,E = 8,0 10^-16\ N. De même 9,81\ N/kg est un champ, pas un poids.

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