Vitesse et énergie cinétique dun système en mouvement
Ec énergie cinétique du corps en J m
1 Probl`eme 1
Calculer l'énergie cinétique et la vitesse des électrons éjectés par une radiation de 1). 700nm et 2) 300nm. 6.2 Solutions.
M12 Lénergie cinétique Un objet qui se déplace possède une
M15 Energie cinétique freinage
DL n 14 : Atome de Bohr
2) Exprimer l'énergie cinétique Ek(r) l'énergie potentielle d'interaction 3) Déterminer la vitesse v de l'électron en fonction de r
1 Probl`eme 1
Calculer l'énergie cinétique et la vitesse des électrons éjectés par une radiation de 1). 700nm et 2) 300nm. 6.2 Solutions. Ecin = 1. 2 mev2 = h? ? W =.
De quels paramètres lénergie cinétique dépend-elle
La vitesse du véhicule est constante : v = 60 km/h. On fait varier la masse du véhicule. Complète le tableau suivant : Tracer le graphique du déplacement de l'
Chapitre 4.4 –Le moment dinertie et lénergie cinétique de rotation
Lorsqu'un corps effectue une rotation à vitesse ? autour d'un axe le corps est en mouvement et possède une énergie cinétique. Puisque l'ensemble du corps
PHQ114: Mecanique I
30-May-2018 C.4 Énergie potentielle gravitationnelle et centre de masse . ... D.2 Énergie moment cinétique et vitesses .
Energie dun projectile en fonction de sa masse Energie dun
L'énergie cinétique d'un objet dépend de sa vitesse. Cette fois-ci on lance un projectile à différentes vitesses et on mesure à chaque fois l'énergie.
SAVOIR SON COURS CH.9 ÉNERGIES – exercices - correction
L'énergie de mouvement est appelée énergie cinétique Lorsqu'un objet tombe il perd de l'énergie de position. Si sa vitesse augmente lors de la chute
1 Probl`eme 1
(Atkins Ch. 11.6a+b) 1.1´Enonc´e
Calculer la quantit
´e de mouvement des photons de longueur d"onde de 750 nm et de 350 nm.`A quelle vitesse a) un´electron et b) une mol´ecule de dihydrog`ene doivent-ils se d´eplacer pour avoir la mˆeme
quantit´e de mouvement?
1.2 Solutions
Principe:Impulsion (quantit´e de mouvement) d"un photon de longueur d"onde p=h vitesse d"une particule d"impulsionp v=pmApplications num
´eriques1.pour= 750nm:
p=6:6261034J:s750109m= 8:8351028J:s:m1= 8:8351028kg:m:s1 (a)m= 9:111031kg(pour un´electron): v=8:8351028kg:m:s19:111031kg= 969;8m:s1 (b)m= 2(1:67551027)kg(pour une mol´ecule deH2): v=8:8351028kg:m:s12(1:67551027)kg= 0:2636m:s12.pour= 350nm: p=6:6261034J:s350109m= 1:8931027J:s:m1= 1:8931027kg:m:s1 (a)m= 9:111031kg(pour un´electron): v=1:8931027kg:m:s19:111031kg= 2078:1m:s1 (b)m= 2(1:67551027kg(pour une mol´ecule deH2): v=1:8931027kg:m:s12(1:67551027)kg= 0:565m:s112 Probl`eme 2
(Atkins Ch. 11.7a) 2.1´Enonc´e
L" ´energie requise pour l"ionisation d"un atome donn´e est3;441018J. L"absorption d"un photon de longueur d"onde inconnue ionise l"atome et ´ejecte un´electron`a une vitesse1;03106m:s1. Calculer la longueur d"onde du rayonnement incident.2.2 Solutions
E cin=12mev2=hW=)=12mev2+Wh =cApplications num
´eriques
=0:5(9:111031kg)(1;03106m:s1)2+ 3;441018J6:6261034J:s= 5:9211015s1(Hz) =2:998108m:s15:9211015s1= 50:63nm3 Probl
`eme 3 (Atkins Ch. 11.9a + 10.9a) 3.1´Enonc´e
Calculerl"
´energieparphotonetl"´energieparmoledephotonsd"unrayonnementdea)600 nm(rouge), b) 550 nm (jaune), c) 400 nm (bleu). Calculer la vitesse `a laquelle un atome H au repos serait acc´el´er´e s"il absorbait chacun des photons utilis´es.
3.2 Solutions
E=h=hc;E=NavoE
Applications num
´eriques(a)= 600nm= 600109m= 6107m
E= 3:3111019J;E= 199kJ:mol1
(b)= 550nm= 550109m= 5:5107mE= 3:6121019J;E= 217:5kJ:mol12
(c)= 400nm= 4107mE= 4:9661019J;E= 299:1kJ:mol1
4 Probl
`eme 4 (Atkins Ch. 11.13a) 4.1´Enonc´e
Le pic d"
´emission maximum du soleil se situe`a environ 480 nm;´evaluer la temp´erature de sa surface.
4.2 Solutions
La loi de Wien (elle n"est pas vue en classe, et n"est pas donn´ee dans les notes de cours; prenez-en note
simplement) T max=hc5kB permet d"estimer la temp ´eratureTd"un corps noir`a partir demax. Pour le cas pr´esent,max= 480nm et l"on trouve T=hc5kBmax=(6:6261034J:s)(2:998108m:s1)5(1:381023J:K1)(480109m)= 5999K5 Probl
`eme 5 (Atkins Ch. 11.13b) 5.1´Enonc´e
Le pic d"
´emission maximum du fer chauff´e dans un four`a acier se situe`a environ 160 nnm;´evaluer la
temp´erature de l"acier.
5.2 Solutions
T=hc5kBmax= 1798K
6 Probl
`eme 6 (Atkins Ch. 11.14a+b)36.1´Enonc´e
Les´energies d"extraction du a) c´esium m´etallique et du b) rubidium m´etallique sont respectivement
12,4 eV et 2,09 eV. Calculer l"
´energie cin´etique et la vitesse des´electrons´eject´es par une radiation de 1)700nm et 2) 300nm.
6.2 Solutions
E cin=12mev2=hW=hcW;si=hc> WApplications num
´eriques
(a) PourCe(s),W= 12:4eV= 3:4291019J, et l"on trouve1) pour= 700nm,h= 2:841019J < W. Aucune´emission´electronique ne serait possible.
2) pour= 300nm,h= 6:621019J > W.
E cin= 3:1931019J v=s2Ecinme= 837:3km:s1 (b) Pour Rb(s),W= 2:09eV= 3:3491019J. Encore une fois, on trouve1) pour= 700nm,h= 2:841019J < W. Aucune´emission´electronique ne serait possible.
2) pour= 300nm,h= 6:621019J > W.
E cin= 3:2731019J v=s2Ecinme= 847:7km:s17 Probl
`eme 7 (Atkins Ch. 11.16a) 7.1´Enonc´e
Calculer la longueur d"onde de de Broglie a) d"une masse de 1,0 g se d´eplac¸ant`a1;0cm:s1, b)
100km:s1, c) d"un atome He circulant`a1000ms1.
7.2 Solutions
=hmv (a)m= 1:0103kg,v= 1:0102m:s1 = 6:6261029m4 (b)m= 1:0103kg,v= 100:10+3m:s1 = 6:6261036m (c)m= 6:6461027kg(masse de l"atome He),v= 1000m:s1 = 99:7pm8 Probl
`eme 8 (Atkins Ch. 11.16b) 8.1´Enonc´e
Calculerlalongueurd"ondededeBroglied"un
de potentiel (V) de a) 100 V, b) 1,0 kV, c) 100 kV.8.2 Solutions
E cin=12mev2=p2me=eV=)p=mv=q2meeV =hmv=hp2meeVApplications num
´eriques:
m e= 9:111031kg;e= 1:6091019C1.V= 100V,= 12: nm2.V= 1000V,= 38: pm3.V= 100kV,= 3:8pm9 Probl
`eme 9 (Atkins Ch. 11.17a) 9.1´Enonc´e
Calculer l"incertitude minimale sur la vitesse d"une balle de cricket de 500 g sachant qu"elle se trouve
a1;0md"un certain point d"une batte. Calculer l"incertitude minimale sur la position d"une balle de pistolet de 5,0 g sachant que sa vitesse est comprise entre350;00001m:s1et350;00000m:s1.59.2 Solution
(a) (v)min=hmx=1:0551034J:s(0:5kg)(1:0106m)= 2:111028m:s1 (b) (x)min=hmv=1:0551034J:s(5:103kg)(105m:s1)= 2:111027m10 Probl
`eme 10 (Atkins Ch. 11.17b) 10.1´Enonc´e
Un´electron est enferm´e dans un espace`a une dimension dont la longueur est de l"ordre du diam`etre
d"un atome (environ 100 pm). Calculer l"incertitude minimale sur sa position et sur sa vitesse.10.2 Solution
x=L= 100pm (v)min=hmx=1:0551034J:s(9:111031kg)(1:01010m)= 1:16106m:s111 Probl
`eme 11 (Atkins Ch. 11.18a) 11.1´Enonc´e
Dans une exp
´erience de spectroscopie photo´electronique de rayons X, un photon de 150 pm de lon- gueur d"onde arrache un ´electron de la couche interne d"un atome, l"´electron´emerge`a la vitesse de2;14107ms1. Calculer l"´energie de liaison de l"´electron.
11.2 Solution
E cin=12mev2=hcW=)W=hc12mev2Applications num
´eriques
W= 1:1161015J6
12 Probl`eme 12
(Chang Ch. 14.2) 12.1´Enonc´e
La fr´equence de seuil pour une surface de zinc m´etallique est8;54x1014Hz. Calculer la quantit´e
d" ´energie minimale requise pour extraire un´electron de cette surface..12.2 Solutions
W=h0Applications num
´eriques
W= (6:6261034J:s)(8;541014s1) = 5:6591019J
13 Probl
`eme 13 (Chang Ch. 14.5) 13.1´Enonc´e
Quelles sont la longueur d"onde associ
´ee`a a) un´electron se d´eplac¸ant`a1;50108cms1et b) une balle de tennis de 60 g se d´eplac¸ant`a1500cm:s1?
13.2 Solutions
=hp=hmv (a)m= 9:111031kg,v= 1;50x108cm:s1= 1;50106m:s1 = 4:8491010m= 48:49nm (b)m= 60103kg,v= 1500cm:s1= 15m:s1 = 7:361034m14 Probl
`eme 14 (Chang Ch. 14.6)714.1´Enonc´e
Une exp
´erience photo´electrique est effectu´ee en irradiant une surface propre de m´etal s´epar´ement par
un rayonnement laser `a 450 nm (bleu) et par un autre`a 560 nm (jaune). On mesure le nombre d"´electronseject´es et leur´energie cin´etique. Le mˆeme nombre de photons est transmis au m´etal par chacun des lasers,
et on sait que les deux fr ´equences utilis´ees sont sup´erieures`a la fr´equence de seuil du m´etal. Laquelle des deux rayonnements laser ´ejectera le plus d"´electrons du m´etal? laquelle produira des´electrons de plus grande´energie cin´etique?
14.2 Solutions
Energie du photon de fr´equence:
E ph=h=hc Donc E ph(450nm)> Eph(560nm)Energie cin´etique des´electrons´emis:
E cin=Ephh0 Donc E cin(450nm)> Ecin(560nm)Comme les deux sources laser d
´elivre le mˆeme nombre de photons, elles produiront le mˆeme nombre d"´electrons´emis.
15 Probl
`eme 15 (Chang Ch. 14.10) 15.1´Enonc´e
L"incertitude sur la position d"un
´electron en orbite autour du noyau d"un atome est0;4°A. Quelle serait alors l"incertitude sur la vitesse de cet´electron?
15.2 Solutions
vhmex=1:0551034J:s(9:111031kg)(0:41010m)= 2894km:s116 Probl
`eme 16 (Chang Ch. 14.11)816.1´Enonc´e
Une personne de 77 kg court
`a une vitesse de1;5ms1. a) Calculer l"impulsion et la longueur d"onde de de Broglie de cette personne. b) Quelle serait l"incertitude associ´ee`a la position de la personne`a tout
instant donn ´e si l"incertitude mesur´ee sur son impulsion correspond`a une erreur relative de0;05 %? c) Pr´edire les changement`a apporter aux r´esultats dans le cas hypoth´etique o`u la constante de Planck vaut
1Js.16.2 Solutions
p=mv =hpxhpApplications num
´eriques1.situation normale
p= (77kg)(1:5m:s1) = 115:5kg:m:s1 =6:6261034J:s115:5kg:m:s1= 5:7361036m x1:0551034J:s(0:05102)(115:5kg:m:s1)= 1:831033m2.sih= 1Js =1J:s115:5kg:m:s1= 8:658103mquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46[PDF] La vitesse proportionnalité et calcul littéral
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