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Exercices complémentaires

1 Piège à électron

Un électron de massem= 9;1:1031kg et de chargeq=1;6:1019C est piégé à l"intérieur d"un dispositif tel que son énergie potentielleEp=12 qV 0d

2z2oùV0=5;0V etd= 6;0mm.

On s"intéresse au mouvement de l"électron suivant l"axeOz. On pourra négliger le poids de l"électron.

1) Tracer l"allure de la courbe donnantEpen fonction dez. À quelle autre courbe, vue en

cours, peut-on l"identifier?

2) Exprimer l"énergie mécanique de l"électron en fonction des données, dezet_z=dzdt.

3) On suppose le mouvement conservatif. Calculer la fréquencef0des oscillations de l"élec-

tron suivantOzdans le piège.

Indications : on pourra, soit utiliser directement l"analogie établie à la question 1, soit établir

l"équation du mouvement en exprimant la conservation de l"énergie mécanique sous la forme dEmdt= 0.

Réponse :f= 25MHz

2 Physique à la cantine

Dans un self service, les assiettes sont empilées les unes sur les autres sur un plateau hori-

zontal. Au fur et à mesure que les personnes prennent des assiettes, le plateau s"élève, de telle

sorte que la première assiette disponible (celle du dessus) soit toujours au même niveau.

1) Faire un schéma clair du dispositif utilisé.

2) Expliquer son principe de fonctionnement.

3) Déterminer sa caractéristique principale en fonction dem, la masse d"une assiette,g

l"accélération de la pesanteur, ethl"écart de entre deux assiettes.

4) Une assiette pèse environ 500 g, deux assiettes sont séparées d"environ 1 cm. Faire une

application numérique.

Réponse :k= 5:102N.m1

3 Détermination d"un déphasage

La figure ci-contre représente un écran

d"oscilloscope avec deux signaux sinusoï- daux de même fréquences1(t)(en noir) et s

2(t)(en gris). La ligne noire horizontale

représente le niveau0pour les deux signaux. Une division de l"axe des temps correspond à20ms.

1) Déterminer la fréquence des signaux.2) Calculer le déphasage des2par rapport às1.

Réponses :f= 10Hz;s2est en retard de phase de25 par rapport às1.quotesdbs_dbs2.pdfusesText_3

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