Constante éléctrique help!

par **BRIAN** » 20 Sep 2007, 22:23

Bonjour voici l'énoncé:

Le nombre de charge Z de l'iode est 53 et son nombre de masse A est 127. Dans l'atome d'iode, les éclectrons périphériques se trouvent à une distance moyenne du noyau: d=2, 16. 10-10m.

Données: (^=>puissance)
Charge élémentaire: e=1,6.10^-19 C(coulomb)
Masse d'un nucléon: m= 1,67.10^-27 Kg
Masse d'un électron: m=9,1.10^-31 Kg
Constante de gravitation universelle: G=6,67.10^-11(S.I)
Constante électrique: 9,10^9 (S.I)

1) déterminer la force d'interaction gravitationnelle s'exerçant entre le noyau de masse m noyau et un électron périphérique.

Voici ma réponse est-elle juste?

m (noyau)= Zmp + (A-Z)mn
53 x 1,67.10^-27+ 74 x 10^-27= 2,12.10^-25 Kg

m (électron)= 9,1.10^-31 Kg

F n/e = (G x ma x mb)/ (d)²
(6,67.10^-11 x 2,12.10^-25 x 9,1.10^-31)/ (2,16.10^-10)²
=2.75.10^-46 N

2°) Déterminer les forces d'interaction électrique s'exerçant entre le noyau et un électron périphérique.

Le problème surgit ici, ayant une leçon maigre en explication je sais juste quelle loi, formule utilisée:

F= (k.|q|.|q|')/ d(²)

k est la Constante électrique: 9,10^9 (S.I)
d=>en mètre
et |q| et |q|' exprimé en coulomb!
Mais je ne sais pas du tout ce que les |q |représententent il y en aura un qui représentera la charge élémentaire mais l'autre je ne sais pas... aider mois svp:sos::sos::mit:

par **Dominique Lefebvre** » 20 Sep 2007, 22:38

Tu dois calculer la force d'attraction électrique entre le noyau et un électron périphérique.
Des données tu peux calculer la charge du noyau (avec le nombre de protons, les neutrons n'étant pour rien dans le problème) et la charge d'un électron (trivial!).
Donc pour le noyau, tu as une charge positive égale à x*e, si e est la charge élementaire . A toi de déterminer x.
la cahrge négative est une charge élémentaire porte par un électron.

En fait, ce problème veut te faire découvrir que l'attraction gravitationnelle est toute à fait négligeable par rapport à l'attraction électrique...

par **BRIAN** » 21 Sep 2007, 14:48

Donc si j'ai bien compris le premier |q| sera la cahrge du noyau et le |q|' la charge d'un éléctron soit 1,6.10^-19 C non?
SVP aider moi!
Est ce que mes calcul sur la force gravitationnelle est juste? :briques:

par **Dominique Lefebvre** » 21 Sep 2007, 16:57

BRIAN a écrit:Donc si j'ai bien compris le premier |q| sera la cahrge du noyau et le |q|' la charge d'un éléctron soit 1,6.10^-19 C non?

Exact, disons que q est la charge du noayu et q' celle de l'électron. Combien vaut q?

Est ce que mes calcul sur la force gravitationnelle est juste?

A vue de nez, l'ordre de grandeur me paraît correct.

par **BRIAN** » 21 Sep 2007, 17:09

q serait donc => Z x 1,6.10^-19
53 x 1,6.10^-19= 8,48.10-18

Donc F= (k.|q|.|q|')/ d(²)
soit ( 9.10^9 x |8,48.10^-18| x |-1,6.10^-19|) / (2,6.10^-10)²

C'est juste????
Et lors du calcul st ce que le |-1,6.10^-19| se transforme en 1,6.10^-19 à cause de la valeur absolue?

par **Dominique Lefebvre** » 21 Sep 2007, 17:51

BRIAN a écrit:q serait donc => Z x 1,6.10^-19
53 x 1,6.10^-19= 8,48.10-18

Donc F= (k.|q|.|q|')/ d(²)
soit ( 9.10^9 x |8,48.10^-18| x |-1,6.10^-19|) / (2,6.10^-10)²

C'est juste????
Et lors du calcul st ce que le |-1,6.10^-19| se transforme en 1,6.10^-19 à cause de la valeur absolue?

Evidemment! A quoi servirait la valeur absolue?

par **BRIAN** » 21 Sep 2007, 18:59

Dominique merci beaucoup!

Alors la force gravitationnelle est de 2,12.10^ -25 N
Et la force d'interaction électrique est de 1,6.10^ -7

La troisieme et derniere question étant de comparer ces deux valeur et conclure:

1,6.10^ -7/ 2,12.10^ -25 = 7,5.10^17

Donc la force électrique est 7,5.10^17 plus forte que la force gravitationnelle.
Est ce juste?

par **Dominique Lefebvre** » 21 Sep 2007, 19:10

BRIAN a écrit:Dominique merci beaucoup!

Alors la force gravitationnelle est de 2,12.10^ -25 N
Et la force d'interaction électrique est de 1,6.10^ -7

La troisieme et derniere question étant de comparer ces deux valeur et conclure:

1,6.10^ -7/ 2,12.10^ -25 = 7,5.10^17

Donc la force électrique est 7,5.10^17 plus forte que la force gravitationnelle.
Est ce juste?

Non, ta froce gravitationnelle est de 2.75.10^-46 N, comme tu l'as calculé ci-dessus.

Si tu fais le rapport Fe/Fg = 1,6.10^-7/2,75.10^-46, tu obtiens un rapport de l'ordre de 10^39, ce qui est bien plus considérable!!

par **BRIAN** » 21 Sep 2007, 19:22

A oui désolé! donc la force electrique est 5,8.10^38 fois plus forte que la force gravitationnelle! Je crois que c'est juste! n'est ce pas?

par **Dominique Lefebvre** » 21 Sep 2007, 19:33

BRIAN a écrit:A oui désolé! donc la force electrique est 5,8.10^38 fois plus forte que la force gravitationnelle! Je crois que c'est juste! n'est ce pas?

Oui c'est ça: on retient que l'ordre de grandeur est de 10^39... Ton résultat se tient!

par **BRIAN** » 21 Sep 2007, 19:45

Quand tu as écrit=>" En fait, ce problème veut te faire découvrir que l'attraction gravitationnelle est toute à fait négligeable par rapport à l'attraction électrique..."

Elle est négligeable car la force électrique est 10^35 fois plus grande que celle de la force gravitationnelle, c'est sa?

par **Dominique Lefebvre** » 21 Sep 2007, 19:58

BRIAN a écrit:Quand tu as écrit=>" En fait, ce problème veut te faire découvrir que l'attraction gravitationnelle est toute à fait négligeable par rapport à l'attraction électrique..."

Elle est négligeable car la force électrique est 10^35 fois plus grande que celle de la force gravitationnelle, c'est sa?

Oui c'est ça! Mais j'aurais du préciser "à l'échelle atomique"...

par **BRIAN** » 21 Sep 2007, 20:07

Dominique je te remercie vraiment! J'ai compris plein de truc grace a ton aide merci et a bientot! :++:

par **BRIAN** » 23 Sep 2007, 16:10

Je relance ce post car des autres question m'ont été posé:

Ayant trouver la force d'interaction gravitationnelle et la force d'interaction électrique les questions sont:

a) A quelle distance du noyau faudrait-il placer cet électron pour que la valeur de l'interaction électrique soit égale à 1/1000 de sa valeur initiale?

b) A quelle distance du noyau faudrait-il placer cet électron pour que les deux interactions soient égales? :marteau:
Je suis bloqué!

par **Dominique Lefebvre** » 23 Sep 2007, 16:50

BRIAN a écrit:Je relance ce post car des autres question m'ont été posé:

Ayant trouver la force d'interaction gravitationnelle et la force d'interaction électrique les questions sont:

a) A quelle distance du noyau faudrait-il placer cet électron pour que la valeur de l'interaction électrique soit égale à 1/1000 de sa valeur initiale?

b) A quelle distance du noyau faudrait-il placer cet électron pour que les deux interactions soient égales? :marteau:
Je suis bloqué!

a) tu pars de la valeur de l'interaction électrique initiale. Tu auras noté que cette valeur dépend de la distance qui sépare le noyau de l'électron périphérique.
Il te reste à calculer la distance entre le noyau et l'électron telle que la valeur en ce point (position de l'électron) soit le millième de la valeur initiale: rien de bien compliqué!

b) tu dois calculer la distance telle que les deux interactions seront égales, une simples équation dont r est la variable! Reprends les équations du début...

par **BRIAN** » 23 Sep 2007, 16:56

1)on multiplie la distance par 1/1000? pour la 1°)

2) par contre pour celle ci je ne comprend toujours pas!

par **Dominique Lefebvre** » 23 Sep 2007, 18:06

BRIAN a écrit:1)on multiplie la distance par 1/1000? pour la 1°)

Non, tu ne multiplie pas la distance! Tu calcules le 1/1000 de la valeur de l'interaction initiale et tu calcules la distance correspondante.

2) par contre pour celle ci je ne comprend toujours pas!

Tu as les formules des deux interactions Fg(r) et Fe(r). Il et faut trouver r tel que Fe(r) = Fg(r)

par **BRIAN** » 23 Sep 2007, 19:00

Je nage dans la semoule! pour la 1°)

Pour la deuzieme je tente:

Fe(r) = Fg(r)
1,6.10^-7(r) = 2,75.10^-46(r)
1,6.10^-7(r)-( 2,75.10^-46(r))=0
r(1,6.10^-7-( 2,75.10^-46)=0
r(1,6.10^-7-2,75.10^-46)=0
r(1,6.10^7)=0

C'est sa? je pense que c'est faux mais j'ai plus aucune idée de ce qu'il faut faire dsl je suis nul.:stupid_in

par **Dominique Lefebvre** » 23 Sep 2007, 19:38

BRIAN a écrit:Je nage dans la semoule! pour la 1°)

Appelons F1 la force telle que F1 = F*10^-3, si F est la force d'interaction électrique que tu as calculé pour r = 2.16*10^-10 m. Soit r1 la distance à laquelle on mesure F1.

Tu as donc F1 = F*10^-3 => k.q*q'/r1^2 = (k.q*q'/r^2)*10^-3.

Il te reste à calculer r1...

Pour la deuzieme je tente:

Fe(r) = Fg(r)
1,6.10^-7(r) = 2,75.10^-46(r)
1,6.10^-7(r)-( 2,75.10^-46(r))=0
r(1,6.10^-7-( 2,75.10^-46)=0
r(1,6.10^-7-2,75.10^-46)=0
r(1,6.10^7)=0

On te demande à quelle distance placer l'électron pour que Fg = Fe.

On garde Fg initiale, c'est à dire 2,75.10^46. Il faut donc que tu calcules r tel que Fe = Fg, c'est à dire k.q*q'/r^2 = 2,75.10^46, ce que tu dois pouvoir calculer...

par **BRIAN** » 23 Sep 2007, 20:21

1) r²=(k.q*q'/r^2)*10^-3/k.q*q'
= 2,6.10^7* 10^-3/ 1,2 .10^-26
= 2,1 . 10^16

r= racine carré de 2,1 . 10^16 soit 1,4 . 10^8 mètre

C'est juste???

2)
k.q*q'/r^2 = 2,75.10^46
r²= 2,75.10^46/ k.q*q'
r²= 2,75.10^46/ 1,2 .10^-26
r²= 2,3 . 10^72
r= racine carré de 2,3.10^72 soit 1,5.10^36 est ce juste?

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