Champ créé par une charge et force subie

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Énoncé

Une charge ponctuelle est placée en un point du vide.

Donnée :

Champ électrostatique créé par une charge positive en un point voisinSchéma d'une charge ponctuelle unique et du champ électrostatique qu'elle crée en un point de l'espace. La charge est figurée à gauche par un disque signé ; le point considéré est marqué par un petit disque plus à droite, sur la même horizontale. Un trait de construction en pointillés les relie, et une cote donne la distance qui les sépare. Un vecteur violet part du point considéré et porte la direction du champ : il s'éloigne de la charge si celle-ci est positive.Champ créé par une charge ponctuelle positiveDirection, sens et intensité se déterminent séparément+q en AMEr = 10 cmDonnéesq = +5,0 nC en Ar = 10 cmk = 9,0×10⁹ SIE : à calculerLe champ ne dépend pas de la charge qu'on placerait en M : il existe sans elle.
Le champ créé par une charge positive s'éloigne d'elle ; celui d'une charge négative pointe vers elle.

1. Calculer l'intensité du champ électrostatique créé par en un point situé à de . Préciser son sens.

2. On place en une charge . Calculer l'intensité de la force qu'elle subit et préciser son sens.

3. À quelle distance de le champ vaudrait-il ?

إرشادات

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1 الإرشاد 1
Le champ vaut $E = k\dfrac{|q|}{r^{2}}$, avec la charge en coulombs — un nanocoulomb vaut $10^{-9}\,\text{C}$ — et la distance en mètres. La charge étant positive, le vecteur s'éloigne d'elle.
2 الإرشاد 2
La force se déduit par $F = |q'|\,E$, mais la charge test étant négative elle est dirigée en sens inverse du champ. Pour la question 3, isole $r$ dans l'expression du champ.

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الطريقة — من أين نبدأ

Le champ vaut , avec la charge en coulombs — un nanocoulomb vaut — et la distance en mètres. La charge étant positive, le vecteur s'éloigne d'elle.

La force se déduit par , mais la charge test étant négative elle est dirigée en sens inverse du champ. Pour la question 3, isole dans l'expression du champ.

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Superposer deux champs كل تمارين الدرس Exercice de synthèse : champ électrostatique puis énergie potentielle électrique