Devoir de Physique 1èreS électricité statique

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MissNeko
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Devoir de Physique 1èreS électricité statique

par MissNeko » 03 Jan 2015, 23:47

Bonjour je suis bloquée sur mon DM et j'aimerai bien un peu d'aide.

Enoncé:

Je vous ait copié le texte et les question :

ACTIVITE : PETITE HISTOIRE DE L’ELECTRICITE « STATIQUE »

C'est le fameux mathématicien et philosophe grec Thalès de Milet (celui du théorème !) qui fit la première découverte scientifique d'un phénomène électrique.
Au VIème siècle J.-C., Thalès observe une curieuse propriété de l'ambre jaune appelé êlektron en grec : cette résine fossile attire de petits corps légers lorsqu’on la frotte à de la fourrure. Ne disposant pas alors de nos connaissances actuelles, il attribue à l’ambre un caractère divin. Aujourd’hui, nous savons que cette propriété ne se limite pas à l’ambre : de nombreux matériaux comme le plastique ont la faculté d’attirer de petits objets une fois frottés.

C’est à la fin du XVIIème siècle que reprennent les travaux sur l’électricité grâce notamment à William Gilbert (1544-1603). Ce savant anglais qui fut le médecin de la reine Elisabeth I, reprend les expériences des grecs et s’intéresse aussi aux phénomènes magnétiques. Il publie en 1600 un ouvrage De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (Du magnétisme et des corps magnétiques, et du Grand Aimant de la Terre) dans lequel il utilise le mot êlektron pour qualifier les phénomènes associés à l'électricité.

En 1662, Otto von Guericke (1602-1686) qui était alors le maire de la ville de Madgebourg en Allemagne et célèbre pour l’invention de la pompe à vide, met au point la première machine électrostatique qui générait des décharges électriques. Cette machine sera améliorée par d’autres savants et permettra des découvertes majeures comme la distinction entre conducteur et isolant par Stephen Gray (1666-1736). Ce savant anglais est le premier, en 1729, à classer les matériaux en deux catégories : les isolants comme l’ambre, le verre, la soie qui, après frottements, peuvent attirer des corps légers et les conducteurs comme les métaux, le corps humain qui n’ont pas cette faculté. Il établit également que l’on peut électriser un corps non électrisé en les mettant en contact avec un autre corps électrisé.

Au XVIIIème siècle, le chimiste français Charles François de Cisternay du Fay (1698-1739) alors Grand Intendant du Jardin du Roi, reprend les expériences de Gray. Il observe alors que deux objets constitués du même matériau et électrisés de la même façon se repoussent. Ainsi, deux tiges de verre frottées avec de la soie se repoussent, tout comme deux morceaux d'ambres frottés avec la fourrure. Il établit aussi que le verre frotté et l’ambre frottée s’attirent. Il fait alors l’hypothèse qu’il existe deux sortes d’électricité comme le montre ce court extrait issu de ces mémoires publiées en 1733 « Il y a deux sortes d’électricité […] l’une que j’appelle électricité vitrée, et l’autre électricité résineuse. Le caractère de ces deux électricités est de se repousser elles-mêmes et de s’attirer l’une l’autre. Ainsi un corps de l’électricité vitrée repousse tous les autres corps qui possèdent l’électricité vitrée, et au contraire il attire tous ceux de l’électricité résineuse. »

Si Du Fay pensait que ces deux types d’électricité étaient liés à la nature des corps, Benjamin Franklin (1706-1790), inventeur du célèbre paratonnerre et co-rédacteur de la déclaration d’indépendance des Etats-Unis d’Amérique, attribue ces deux types d’électricité à l’existence de deux types de charges électriques qu’il distingue par les signes + et ;) ; les électrisations positives et négatives étant liées à l'excès ou à la perte d'un « fluide électrique » unique. Il choisit arbitrairement de donner le signe + aux charges électriques portées par une tige en verre frottée et le signe ;) aux charges portées par l’ambre frottée.
Il développe cette théorie à partir de 1750, énonce le principe de conservation de la charge électrique, et interprète l'attraction exercée par un corps électrisé sur un corps léger par une action à distance. Cette même théorie a été développée indépendamment par l’anglais William Watson (1715-1787).

Il faut attendre 1784 pour qu’un expérimentateur très rigoureux, Charles Augustin Coulomb (1736-1806), mette au point une expérience réalisée à l'aide d'une balance de torsion de son invention pour déterminer la force qui s'exerce entre deux corps électriquement chargés. Il énoncera en 1785 une loi mathématique qui porte aujourd’hui le nom de loi de Coulomb. En hommage à ses travaux, l’unité de la charge électrique est le Coulomb (C).
La loi de Coulomb concerne l'interaction électrique, CAD une partie de l'interaction électromagnétique. Cette loi s'énonce de la manière suivante : "la valeur de la force électrique s'exerçant entre deux corps A et B est proportionnelle au produit des charges qa et qb et inversement proportionelle au carrée de la distance qui les sépare."


Questions :

1. Quelle est l’origine du mot électron ?
2. Quelles sont les deux façons d’électriser un corps ?
3. Tous les corps s’électrisent-ils par frottement ?
4. Donner la définition de isolant/conducteur établie par Gray. Rappeler la définition que vous avez apprise au collège.
5. Rappeler le nom et la place des trois particules élémentaires qui constitue les atomes.
6. Parmi ces trois particules, laquelle peut être arrachée à l’atome ?
7. Benjamin Franklin explique que les électrisations positives et négatives sont liées à l'excès ou à la perte d'un « fluide électrique » unique. De quelle particule élémentaire s’agit-il ?
8. Lorsqu’on frotte de l’ambre avec de la fourrure, l’ambre porte des charges électriques négatives. Expliquer comment ces charges négatives sont arrivées ici.
9. Franklin a énoncé le principe de conservation des charges. En vertu de ce principe, si l’ambre possède des charges négatives, quelles charges sont apparues sur la partie frottée de la fourrure ?
10. D’après les informations du texte, dans quel cas y-a-t-il répulsion entre des charges électriques ?
11. D’après les informations du texte, dans quel cas y-a-t-il attraction entre des charges électriques ?
12. Pourquoi qualifie-t-on ces phénomènes d’électricité statique ? En opposition à quel phénomène les qualifie-t-on ainsi ?
13. Traduire la loi de Coulomb par une formule mathématique
On notera k la constante de proportionalité et d la distance qui sépare les charges
Pourquoi est-il nécessaire de placer une valeur absolue dans cette formule ?



Où j'en suis :
J'ai fini toutes les questions sauf la dernière :cry: , j'ai la formule : F = k* |qa*qb|/d²
mais je ne voit pas a quoi sert la valeur absolue :euh: .
Merci d'avance de m'aider.

Miss Neko :jap:



Pisigma
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par Pisigma » 04 Jan 2015, 08:53

Bonjour,

Tu peux consulter, par exemple, le site:
http://www.iihe.ac.be/~cvdvelde/Info/Cours/ChapIV.pdf.

Il fera sûrement ton bonheur

MissNeko
Messages: 5
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par MissNeko » 04 Jan 2015, 10:00

Bonjour,
Désolé mais je ne voit pas, j'ai lu sur Wikipédia qu'une charge négative = -|e| et une charge positive = +|e| et que ça avait rapport a la charge élémentaire |e| MAIS je ne comprend d'ou vient la charge élémentaire, (c'est une force neutre ?)
Merci quand même

Pisigma
Habitué(e)
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par Pisigma » 04 Jan 2015, 14:51

MissNeko a écrit:Bonjour,
Désolé mais je ne voit pas, j'ai lu sur Wikipédia qu'une charge négative = -|e| et une charge positive = +|e| et que ça avait rapport a la charge élémentaire |e| MAIS je ne comprend d'ou vient la charge élémentaire, (c'est une force neutre ?)
Merci quand même


C'est |-e| ou +e.

Une charge correspond à un certain nombre de Coulomb(As) alors qu'une force s'exprime en Newton.

Pour revenir à ta question initiale: quand on écrit F c'est la norme de et par conséquent c'est positif.

 

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