Particule ⍺ dans un champ électrostatique uniforme

Une particule $\alpha$ (noyau d’hélium : $\ce{^{4}_{2}He}$) arrive au point $O$ dans un condensateur plan avec une vitesse $\vec{v_0}$ de direction parallèle aux armatures $C$ et $D$ du condensateur. Une tension constante $U$ est appliquée entre ces deux armatures longues de $l = \pu{5,00 cm}$ et distantes de $d = \pu{4,00 cm}$. Données On négligera le poids de la particule $\alpha$ devant la force électrostatique. On rappelle que pour un condensateur plan : $E = \dfrac{U}{d}$. [Lire]

Les débuts de l'électron en physique

Le problème posé par la nature des « rayons cathodiques » à la fin du XIXème siècle fut résolu en 1897 par l’Anglais J.J. Thomson : il s’agissait de particules chargées négativement baptisées par la suite « électrons ». La découverte de l’électron valut à Thomson le prix Nobel de physique en 1906. Le défi pour les scientifiques de l’époque fut alors de déterminer les caractéristiques de cette particule : sa charge électrique et sa masse. [Lire]

Annale : Laboratoires en impesanteur

Au terme apesanteur, utilisé dans le langage courant, on préfère aujourd’hui celui d’impesanteur, en raison de la confusion orale entre « la pesanteur » et « l’apesanteur ». L’étude de l’influence de la pesanteur sur certains phénomènes physiques, chimiques ou biologiques nécessite de disposer de laboratoires en impesanteur. Cette situation d’impesanteur est obtenue à bord d’un « véhicule » tombant en chute libre : l’Airbus « A300 zéro G » en vol parabolique ou la station spatiale internationale (ISS) en orbite autour de la Terre. [Lire]

Mouvements dans le champ gravitationnel non uniforme

Les lois de Kepler Présentation des lois À la suite d’un dépouillement méticuleux des observations faites pendant de nombreuses années par l’astronome danois Ticho Brahe (1546-1601), Kepler (1571-1630) a établi trois lois empiriques décrivant les mouvements des planètes1. Les deux premières lois furent publiées par Kepler en 1609 et la troisième en 1619. Les lois de Kepler conduisirent Newton à la découverte de la loi de la gravitation universelle. (Loi des trajectoires) Chaque planète décrit autour du Soleil une ellipse dont le Soleil occupe un des foyers. [Lire]

Mouvement d'une particule chargée dans un champ électrique uniforme

Champ électrique Force de Coulomb Force de Coulomb Lorsque deux charges électriques immobiles se trouvent aux points $M_1$ et $M_2$ de l’espace, on modélise l’action de la charge $q_1$ sur la charge $q_2$ par une force, la force de Coulomb, dont les caractéristiques sont : $$ \vec{F}_{q_1 / q_2} = \begin{cases} \textbf{Point d’application :} & M_2\cr \textbf{Direction :} & \text{droite } (M_1 M_2)\cr \textbf{Sens :} & \text{dépend des signes des charges}\cr \textbf{Valeur :} & F_{q_1 / q_2} = k\, \dfrac{\lvert q_1 \cdot q_2 \rvert}{d^2} \end{cases}$$ [Lire]

Annale : Saut en parachute

Le jour d’un baptême de saut en parachute, le moniteur indique les consignes à respecter pendant le saut en tandem1 et donne l’équipement nécessaire. Un caméraman est présent tout au long de la journée pour filmer les réactions des participants avant, pendant et après le saut. Arrivé à l’altitude du saut, le pilote met l’avion à l’horizontale, réduit sa vitesse et la fixe à environ $\pu{120 km.h-1}$. Le moniteur ouvre la porte, le tandem s’élance hors de l’avion et le saut débute. [Lire]

Annale : Mécanique du vol d'un ballon sonde

Un ballon sonde, en caoutchouc mince très élastique, est gonflé à l’hélium. Une nacelle attachée au ballon emporte du matériel scientifique afin d’étudier la composition de l’atmosphère. En montant, le ballon grossit car la pression atmosphérique diminue. Sa paroi élastique finit par éclater à une altitude généralement comprise entre 20 et 30 kilomètres. Après éclatement, un petit parachute s’ouvre pour ramener la nacelle et son matériel scientifique au sol. Il faut ensuite localiser la nacelle, puis la récupérer pour exploiter l’ensemble des expériences embarquées. [Lire]

Mouvement dans le champ de pesanteur uniforme

Champ de pesanteur Notion de champ En physique, un champ est la valeur, en chaque point de l’espace, d’une grandeur physique. Cette grandeur physique peut être scalaire (pression, température, etc.) ou vectorielle (vitesse, champ électrique, etc.). Les physiciens pensent que toutes les interactions sont assurées par des champs (gravitationnel, électromagnétique, nucléaire, etc). Un corps $A$ suscite l’apparition dans l’espace d’un champ de forces qui se manifeste par des forces appliquées à n’importe quel objet $B$ placé en ce point (et sensible à cette interaction bien sûr). [Lire]