1reS4 DEVOIR DE PHYSIQUE LUNDI 29 SEPTEMBRE 2014

I Donner la dfinition d'un champ

II Le schma suivant reprsente les lignes du champ des vitesses d'un coulement d'eau autour d'une sphre.

1) Choisir une ligne de champ et reprsenter sur cette ligne 5 vecteurs vitesse

2) Montrer dans quelles rgions le champ peut tre considr comme uniforme

III ORAGE

Par temps dorage, on observe la formation de cumulo-nimbus. Ces nuagesont une base quasiment horizontale, charge ngativement.

Au voisinage de cette base, le sol se charge positivement. Laccumulation decharges lectriques est telle que la valeur du champ lectrostatique peutdpasser E=20 kV / m.

Sous le nuage le champ est si intense que lair est ionis, ce qui le rendbeaucoup plus conducteur quhabituellement : une dcharge lectrique estdonc possible, cest lclair.

La tension du sol est nulle et la tension la base du nuage est U=-2 MV(mga volt).

Le champ sous le nuage peut tre considr comme uniforme.

1) Reprsenter 3 vecteurs champ lectrique entre le sol et la base du nuage.

2) Rappeler la formule donnant la valeur d'un champ uniforme E entredeux plaques charges entre lesquelles est applique une tension lectriqueU

3) Calculer alors quelle altitude se trouve le bas du nuage par rapport ausol

IV EXPERIENCE DE DUFAY

On ralise l'exprience de Dufay avec un tube de PVC frott et une feuille d'or carre de 5cmx5cm. Aprs le contact lafeuille est maintenue en quilibre 10cm au dessus du tube.

Le tube et la feuille porte une charge q= -4,5.10-8C

1) Faire un schma de l'exprience lorsque la feuille est en quilibre

2) Quelles sont les forces qui s'exercent sur la feuille en quilibre ?

3) Donner l'expression littrale de ces forces ?

4) A quelle condition a-t-on quilibre ?

5) le poids de la feuille d'or est donn par la formule P=S.e. .g avec

S surface de la feuille en m

e paisseur de la feuille en m

masse volumique de l'or = 19 000 kg.m-3

g accleration de la pesanteur= 9,81 N.kg-1

Donner l'expression de l'paisseur de la feuille puis la calculer et l'exprimeren micromtre.

A l'quilibre le poids et la force lectrostatique se compensent donc P=F

P=S.e. .g et F =kqd soit s.e. . g=k

qd

e=k.q

s. . g.d =9,0 .10 9 .(4,5 .108)2

(5.102)2 . 1,9 .104. 9,81 .(1,0 .101)2=3,9.106=3,9m

V CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE

En vous aidant ventuellement d'un schma, donner toutes les caractristiques et proprits du champ magntiqueterrestre

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