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Travail d'une force Electrostatique

 
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j TRIPPIER DE LAGRANGE



Inscrit le: 19 Aoû 2018
Messages: 4

MessagePosté le: Dim 16 Sep - 09:00 (2018)    Sujet du message: Travail d'une force Electrostatique

Bonjour 
Hier soir en faisant les annales classé Galien, je me suis heurté à un QCM particulièrement original qui m'a posé beaucoup de problème intellectuel




QCM 13 : Soit 2 charges q1 et q2 telles que q1 = 6 nC et q2 = -6 nC séparées de 2 mm. Soit M le milieu entre ces deux charges. 
 A) En M, le potentiel s’annule. 
B) En M, le champ électrique s’annule. 
C) Le champ électrique en M est E = 1.08 * 108 V.m-1
 D) Le potentiel en M vaut V = 1.08 * 105 V  
E) Lors du déplacement d’une charge q3 = 1 nC de q1 jusqu’au point M, le travail de la force électrique vaut : W = -5.4 * 10-5 J 
F) Toutes les propositions précédentes sont inexactes. 


Les quatre premiers items allaient tout seul, c'était même plus ou moins le cours : potentiel nul, champ E=1,08.108... enfin bref tout allait bien!


Mais l'item E me réservait quelques surprise, ayant remarqué que le champ dirigé de q1 vers q2 ( car q1 positif donc répulsif et q2 négatif donc attractif), la force électrostatique s'exerçant sur q3 (positif) était dans le même sens. Q3 devait aller de Q1 à M, donc déplacement dans le même sens que la force donc travail moteur et POSITIF. 


Or la correction a fait fi de toute ces considérations et s'est contenter d'appliquer la formule et cela de manière fort juste( du moins je le pense):
 
W= q3(V-0)= 1*10^-9 ( 9*10^9 * (-6*10^-9)/10^-3) = -5.4*10^-5 J (potentiel en q1 dépend de q2)   


Aussi je suis un peu embêté par ce résultat (que j'ai moi même retrouvé avec la formule) mais qui est contraire aux considérations que j'ai fait initialement et qui normalement sont juste. La question que je me pose est donc intellectuel : Qu'est ce qui fait intellectuellement, physiquement que le travail soit résistant? 


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MessagePosté le: Dim 16 Sep - 09:00 (2018)    Sujet du message: Publicité

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j TRIPPIER DE LAGRANGE



Inscrit le: 19 Aoû 2018
Messages: 4

MessagePosté le: Dim 16 Sep - 21:16 (2018)    Sujet du message: Travail d'une force Electrostatique

Ah oui pardon dans l'exercice c'est E) W= -5.4 * 10-5
 Autre chose, je me demande si le potentiel en Q1 ne dépend seulement que de Q2 étant donné que les deux sont considérés comme charges fixes dans l'exercice. 
Donc dans ce cas là cela ferait.


V = V(q1) + V(q2) avec V(q2) comme dans la correction et V(q1) = q1/d = 6.10-9/ 0 = non défini. 
Du coup en Q1 ont aurait un potentiel très très élevé tout simplement parce qu'il est très dur de garder deux charge du même signe ensemble. Et au final le travail de Q1 à M serait aussi non défini avec la formule proposé dans la correction mais surement positif car le potentiel est beaucoup plus faible en M. Donc travail moteur.


Est-ce que ce que je raconte est juste? 
Et dans ce cas existe t'il un moyen de calculer le travail ou bien l'exercice propose un cas complètement théorique qui ne peut se calculer?


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Arthur Gaudaire
Conférencier


Inscrit le: 03 Aoû 2017
Messages: 34

MessagePosté le: Lun 17 Sep - 12:54 (2018)    Sujet du message: Travail d'une force Electrostatique

Salut, 


Je ne sais pas de quelle année date ce QCM mais je te conseille de laisser tomber le dernier item. En effet il y a une grosse erreur de raisonnement, le potentiel au point de départ n'est pas simplement à calculer à partir de q2 mais aussi à partir de q1 comme tu l'as très bien noté. Tu l'as bien expliqué, la partie de V1 créée par q1(qu'on nommera V1(q1)) n'est certainement pas nulle mais tend vers + l'infini. On trouve donc v1(q1)>0 et v1(q1) supérieur à la valeur absolue de v1(q2) donc comme V1 = V1(q1) + V1(q2), on trouve V1>0 et V1 qui tend vers l'infini. 


En appliquant W = q3 (V1 -V2 ) = q3 * V1 => on trouve un W qui n'est pas défini mais qui tend vers + l'infini, il est donc moteur. 


Est ce surprenant ? Le champ étant dirigé de Q1 à Q2 et Q3 étant positive, le vecteur F = Q . vecteur E est donc dirigé de Q1 à Q2. Le déplacement de la charge se fait de Q1 vers Q2, c'est à dire le même sens que la force dont on étudie le travail. Le travail est donc moteur et le résultat à obtenir devait donc bien être positif. 


En espérant que cette explication, qui ne fait que reprendre la tienne, soit suffisamment claire et te rassure. 


En bref : Laissez tomber l'item E.


Bonne journée.   
_________________
Arthur GAUDAIRE
Conférencier en physique
2018-2019


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MessagePosté le: Aujourd’hui à 02:04 (2018)    Sujet du message: Travail d'une force Electrostatique

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