Autotest : Chapitre 11 / Champs et forces

Question 1

Donnée: G = 6,67*10^-11 SI

Le vaisseau Appollo, de masse m = 24 tonnes, a effectué une mission sur la Lune, de masse mL = 7,3*10^22 kg et de rayon R = 1737 km.
Un des astronautes, Neil Armstrong a une masse de 95 kg (avec équipement).

1) Donnez l'expression vectorielle de la force gravitationnelle exercée par la Lune sur Appollo et représentez-là sur un schéma. On considére Appollo étant à une distance h = 2000 km de la surface lunaire. Calculez la valeur de la force.

2) Calculez la valeur de cette force quand Appollo est posé sur le sol lunaire.

3) Donnez l'expression de l'intensité du champ de pesanteur g de la Lune puis calculez sa valeur.

4) Calculez le poids de Neil Armstrong sur la Lune, puis sur Terre (gT = 9,81 N/kg). Conclure.

Corrigé:

Question 2

Un électron de masse me = 9,1*10^-31 et de charge électrique -e est situé à 100 nm d'un proton de masse mp = 1,67*10^-27 kg et de charge électrique +e.
Donnée: e = 1,6*10^-19 C
G = 6,67*10^-11 SI
k = 9,0*10^9 SI

1) Donnez l'expression vectorielle de la force gravitationnelle exercée par l'électron sur le proton puis calculez sa valeur. Faites de même pour la force gravitationnelle exercée par le proton sur l'électron.

2) Donnez l'expression vectorielle de la force électrique exercée par l'électron sur le proton puis calculez sa valeur. Conclure.

3) On envoie maintenant un électron entre les armatures d'un condensateur plan, la distance séparant les armatures étant de 9,3 cm et la tension électrique entre les plaques étant de 20 kV. Calculez l'intensité du champ électrique régnant entre les armatures puis représentez ce champ électrique sur un schéma.

4) Donnez l'expression vectorielle de la force électrique sublie par l'électron arrivant entre les plaques puis calculez sa valeur. faites de même pour un noyau d'hélium de charge électrique Q = +2e.

Corrigé:

Question 3

On place un objet de volume V = 25 cm3 dans un liquide de densité 0,92.
g = 9,81 N/kg
masse volumique de l'eau = 1,00 g/mL

1) Donnez l'expression de la valeur de la force d'Archimède subie par l'objet immergé.

2) Calculez sa valeur.

Corrigé: