Chapitre 12

Détermination de la capacité d'un condensateur plan : On calcule la circulation du champ électrostatique E entre les deux armatures P1 et P2 : C12 = V1

Fiche professeur

cartographier un champ électrostatique. Connaître les caractéristiques du champ électrostatique dans un condensateur plan. Compétences transversales

Introduction à lElectromagnétisme

3 sept. 2022 ... champ appelée surface de Gauss . Champ électrostatique créé par un plan in ni uniformément chargé. On considère un plan infini Π portant une ...

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IV- CHAMP ÉLECTRIQUE ET FORCES ÉLECTROSTATIQUES. 1- Capacité d'un condensateur plan Le principe physique est la déviation d'un faisceau d'électron par le ...

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Formulation locale des lois de l'électrostatique pour le champ et pour le potentiel. Conducteur en équilibre électrostatique. Condensateur. Condensateur plan

PHYSIQUE - PROGRAMMES DETAILLES - 1ère Année

Conducteur. Condensateur plan idéal. Dipôle électrostatique: potentiel et champ crées action d'un champ électrostatique . Energie potentielle d'un dipôle

Problèmes de physique de concours corrigés – 1ère année de

champ électrostatique d'une part dans le plan (Oxy) en fonction de ρ

Agrgation externe de sciences physiques option physique

Condensateur plan en régime sinusoïdal forcé : première approche. 1.a. La considérée n'est PAS PLANE (les champs ne sont pas constants dans un plan d'onde).

Chapitre I - Classification périodique des éléments

Force de Coulomb ; champ électrostatique comme un champ de potentiel ; loi des mailles. un condensateur plan (1ère S). Force. Poids. --→. P = m. --→ g.

Chapitre 12 - Mouvement dans un champ uniforme

12.1 Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme . 12.2.1 Condensateur plan . ... 12.3 Aspects énergétiques (Rappels de première) .

Electromagnétisme : PEIP 2 Polytech

2.2.2 Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle . La plus souvent en physique on ne parle pas de charges ponctuelles

Chapitre EM3 : Théorème de Gauss condensateurs

Dans le cas d'une distribution volumique de charges le champ électrostatique. E et le potentiel électrostatique V sont continus en tout point.

Chapitre 13 : Etude de particule chargée dans un champ uniforme. I

champs de pesanteur et électrostatique uniformes. I. Accélération d'une particule dans un champ électrostatique ... Condensateur plan. Ampoule à.

Agrgation externe de sciences physiques option physique

I. Condensateur plan en régime sinusoïdal forcé : première approche. champ électrique a la même structure qu'en électrostatique en basse fréquence (cf.

Fiche professeur

cartographier un champ électrostatique. Connaître les caractéristiques du champ électrostatique dans un condensateur plan. Compétences transversales :.

Polycopié de Cours PHYSIQUE 2

6 Lignes de champs pour les deux types de charges séparées. 6) Potentiel électrostatique : 6-1) Circulation du champ électrique d'une charge ponctuelle :.

ANNALES SCIENCES PHYSIQUES Terminale D

1) La première loi de Newton : le principe de l'inertie 3) Champ uniforme dans un condensateur plan ... qu avec Eel l'énergie électrostatique.

1ère S Résolution de problème. Thèmes / Sous-thème

Décrire le champ associé à des propriétés physiques qui se manifestent en un point de l'espace. du champ électrostatique dans un condensateur plan.

Chapitre 3 :Théorème de Gauss

Chapitre 3 : Théorème de Gauss. Electrostatique. Page 4 sur 9. III Plan infini uniformément chargé. A) Présentation. On considère un plan P infini ayant une

Mouvement dans un champ uniforme12.1 Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme . . . . . . . . . . . . .46

12.1.1 Mise en équation du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.2 Équations horaires de la vitesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.3 Équations horaires de la position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.4 Équation de la trajectoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.5 Calcul de la flèche et de la portée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2 Mouvement dans un champ électrique uniforme . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.1 Condensateur plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.2 Mise en équation du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.3 Équations horaires de la vitesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.4 Équations horaires de la position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3 Aspects énergétiques (Rappels de première) . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3.1 Énergie cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3.2 Énergies potentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3.3 Énergie mécanique et théorème de l"énergie mécanique . . . . . . . . . . . . . .

46Chapitre 12.Mouvement dans un champ uniformeU

neapplication assez classique de la seconde loi de Newton est l"étude des mouvements dans un

champ de pesanteur uniforme ou un champ électrique uniforme. C"est-à-dire une situation où le

système n"est soumis qu"à une seule force constante : son poids ou une force électrique constante.

Ce chapitre permet de détailler la méthode de mise en équation et de résolution du problème, et

s"articule autour du plan suivant :

Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme

Mouvement dans un champ électrique uniforme Aspects énergétiques (Rappels de première) (Vidéo)

12.1 Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme

12.1.1 Mise en équation du problème

On s"intéresse à un système ponctuel de massem, soumis uniquement à son poids dans un référentiel

terrestre. Le champ de pesanteurg?est supposé constant, dirigé verticalement vers le bas.

Le mouvement dans une telle situation est appeléchute libre(Résumé vidéoici ).Figure 12.1- Schéma d"une chute libre en deux dimensionsMouvement dans un champ de pesanteur uniforme

Système :{objet de massem}

Référentiel : Terrestre supposé galiléen, repère orthonormé(O,x,y) Bilan des forces extérieures : Poids-→P=m-→g=?0 -mg? D"après la seconde loi de Newton, pour un objet de masse constante : m -→a(t) =-→P??m-→a(t) =m-→g a(t) =-→g???ax(t) = 0 a y(t) =-gPoisson Florian Spécialité Physique-Chimie Terminale

12.1.Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme4712.1.2 Équations horaires de la vitesse

La première étape de la résolution consiste à faire une primitive deax(t)etay(t)pour trouver les

composantes du vecteur vitessevx(t)etvy(t). Il faut ensuite utiliser les conditions initiales sur le

vecteur vitesse pour déterminer les constantes d"intégration. Dans le cas présent, ces conditions initiales

sont les suivantes : -→v0=?v 0x v 0y? =?v

0cosα

0sinα?Équations horaires de la vitesse

a(t) =d-→v(t)dt donc par primitive : ?ax(t) = 0 a y(t) =-g???vx(t) =A v y(t) =-gt+BA,B?R Or : ?vx(0) =v0cosα v y(0) =v0sinα???A=v0cosα

B=v0sinα

D"où les équations horaires de la vitesse :

v(t)?vx(t) =v0cosα v y(t) =-gt+v0sinα12.1.3 Équations horaires de la position de même on primitive la vitesse pour trouver la position, avec pour conditions initiales :

OM(0) =?0

h?Équations horaires de la position v(t) =d--→OM(t)dt donc par primitive : ?vx(t) =v0cosα v y(t) =-gt+v0sinα??? ?x(t) =v0cosαt+C y(t) =-12 gt2+v0sinαt+DC,D?R Or : ?x(0) = 0 y(0) =h???C= 0 D=h D"où les équations horaires de la position :

OM(t)?

?x(t) =v0cosαt y(t) =-12 gt2+v0sinαt+hSpécialité Physique-Chimie Terminale Poisson Florian

48Chapitre 12.Mouvement dans un champ uniforme12.1.4 Équation de la trajectoire

Équation de la trajectoire

Pour obtenir l"équation de la trajectoirey(x), on utilise les équations horaires de la position.

x(t) =v0cosαt??t=xv

0cosα

D"où en injectant dans l"équation dey(t):

y(x) =-12 g?xv

0cosα?

2 +v0sinα?xv

0cosα?

Soit en simplifiant l"écriture :

y(x) =-g2v20cos2αx2+ tanαx+hIl s"agit d"une fonction polynôme du second degré, représentée graphiquement par une parabole comme

le montre la figure

12.2 Figure 12.2- Schéma d"une chute libre en deux dimensions, avec la trajectoirey(x)représentée.

12.1.5 Calcul de la flèche et de la portéeFlèche et portée

LaportéexPest la distance parcourue horizontalement par le système jusqu"au pointPoù il atteint le sol. x pest solution de l"équation du second degréy(x) = 0. Laflècheest le pointScorrespondant au point le plus haut atteint par le système au cours de son mouvement. En ce pointS, le vecteur vitesse est horizontal.

On peut résoudre l"équationvy(t) = 0pour trouver l"instanttSoù le système passe enS, puis

injecter la valeur detSdans les équations horaires du mouvement pour trouverxSetyS.Poisson Florian Spécialité Physique-Chimie Terminale

12.2.Mouvement dans un champ électrique uniforme4912.2 Mouvement dans un champ électrique uniforme

12.2.1 Condensateur plan

Un condensateur plan est composé de deux plaques planes parallèles, de longueurLet séparées d"une

distanced. L"une est chargée positivement et l"autre négativement. Le champ électrique-→Egénéré

entre les deux plaques est orienté de la plaque positive vers la négative (cf. figure 12.3

).Figure 12.3- Champ électrique entre les armatures d"un condensateur plan.Champ électrique d"un condensateur

Soit un condensateur composé de deux plaques planes distantes ded, alimenté par une tension

constanteU(en V) à ses bornes. Le champ électrique-→Ecréé entre les deux armatures du

condensateur estconstant, avec une normeE(enV.m-1) : E=Ud

12.2.2 Mise en équation du problème

On considère une particule de chargeqet de massem, arrivant au pointOavec une vitesse initiale-→v0

horizontale et évoluant entre les deux plaques d"un condensateur plan où règne un champ électrique-→Econstant (cf.12.3 ). Le système{particule}n"est soumis qu"à la force électrique-→F=q-→E(le poids

et les frottements étant supposés négligeables). Résumé vidéo ici .Mouvement dans un champ électrique uniforme

Système :{particule}

Référentiel : Terrestre supposé galiléen, repère orthonormé(O,x,y) Bilan des forces extérieures : Force électrique-→F=q-→E=?0 -E? D"après la seconde loi de Newton, pour un objet de masse constante : m -→a(t) =-→F??m-→a(t) =q-→E a(t) =qm -→E??? ?a x(t) = 0 a y(t) =-qEm Spécialité Physique-Chimie Terminale Poisson Florian

50Chapitre 12.Mouvement dans un champ uniformeRemarque:En fonction du signe de la chargeq, la force électriqueFsera dirigée vers le haut ou

vers le bas. Une charge négative aura une trajectoire déviée vers la borne positive (vers le haut) et

une positive vers la borne négative (vers le bas).

12.2.3 Équations horaires de la vitesse

Le vecteur vitesse initiale horizontal a pour coordonnées : v0=?v 0x v 0y? =?v 0 0? En procédant comme pour le cas du champ de pesanteur uniforme, on peut calculer les primitives etquotesdbs_dbs2.pdfusesText_3

[PDF] Chapitre 12 - Mouvement dans un champ uniforme

Chapitre 12

12.1.1 Mise en équation du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.2 Équations horaires de la vitesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.3 Équations horaires de la position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.4 Équation de la trajectoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.5 Calcul de la flèche et de la portée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2 Mouvement dans un champ électrique uniforme . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.1 Condensateur plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.2 Mise en équation du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.3 Équations horaires de la vitesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.2.4 Équations horaires de la position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3 Aspects énergétiques (Rappels de première) . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3.1 Énergie cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3.2 Énergies potentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.3.3 Énergie mécanique et théorème de l"énergie mécanique . . . . . . . . . . . . . .

46Chapitre 12.Mouvement dans un champ uniformeU

Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme

12.1 Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme

12.1.1 Mise en équation du problème

Système :{objet de massem}

12.1.Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme4712.1.2 Équations horaires de la vitesse

0cosα

0sinα?Équations horaires de la vitesse

B=v0sinα

D"où les équations horaires de la vitesse :

OM(0) =?0

OM(t)?

48Chapitre 12.Mouvement dans un champ uniforme12.1.4 Équation de la trajectoire

Équation de la trajectoire

0cosα

D"où en injectant dans l"équation dey(t):

0cosα?

0cosα?

Soit en simplifiant l"écriture :

12.2 Figure 12.2- Schéma d"une chute libre en deux dimensions, avec la trajectoirey(x)représentée.

12.1.5 Calcul de la flèche et de la portéeFlèche et portée

12.2.Mouvement dans un champ électrique uniforme4912.2 Mouvement dans un champ électrique uniforme

12.2.1 Condensateur plan

12.2.2 Mise en équation du problème

Système :{particule}

50Chapitre 12.Mouvement dans un champ uniformeRemarque:En fonction du signe de la chargeq, la force électriqueFsera dirigée vers le haut ou

12.2.3 Équations horaires de la vitesse

Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme

Système :{objet de massem}

Système :{particule}