Les interactions fondamentales

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Les interactions fondamentales

Champ gravitationnel et électrostatique

Champ électrostatique

Valeur: E=k*(q/d**2)er

Champ gravitationnel

Valeur: G=G*(m/d**2)er

Généralités

Il existe deux types de champs: les champs scalaires (champs de température et de pression) et les champs vectoriels (champs de vitesse (vent), gravitationnel et électrostatique.

Un champ représente la cartographie dans l'espace d'une grandeur physique.

De l'interaction à la force

Interactions électrostatiques

Valeur: F(A/B)=F(B/A)=k*[(qA*qB)/d**2] avec k=9,0*10**9N*m**2*C**-2 ; qA et qB les valeurs des charges électriques portées respectivement par les corps A et B en coulomb (C) et d la distance entre A et B e mètre (m)

Sens: attractif ou répulsif

Interaction électrostatique entre deux corps ponctuels A et B

Tous les corps possédant une charge électrique s'attirent ou se repoussent de manière réciproque.

Chaque action est modélisée par une force, elle-même représentée par un vecteur portant quatre caractéristiques: un sens, une direction, une intensité et un point d'application.

Soit deux objets A et B qui agissent de manière réciproque l'un sur l'autre, on dit que ces objets sont en interaction.

Interactions gravitationnelles

Valeur: F(A/B)=F(B/A)= G*[(mA*mB)/d**2] avec G la constante universelle de la gravitation (G=6,67*10** -11N*kg**-2*m**2), mA et mB les masses (en kg) des corps A et B et d la distance entre A et B en mètres (m).

Sens: toujours attractive

Direction: droite (AB)

Interaction gravitationnelle entre deux corps ponctuels A et B

Les corps ayant une masse s'attirent les uns les autres de manière réciproque.

Electrisation

Loi de Coulomb

Fe=k*[(qA*qB)/d(AB)**2] avec qA et qB en coulombs (C); AB en mètres (m) et k=9,0*10**9N*m**2*C**-2 dans le vide ou dans l'air.

La valeur de la force Fe est proportionnelle aux charges électriques mises en jeu, et proportionnelle à l'inverse du carré de la distance séparant le centre des sphères.

Soit F(A/B) la force exercée par le corps A sur le corps B et F(B/A) la force exercée par B sur A. D'après la loi de Coulomb, les forces d'interaction électrostatique F(A/B) et F(B/A) ont comme direction celle de la droite (AB) et ont leur sens qui dépend du signe des charges, toujours avec F(A/B)= -F(B/A).

Deux corps immobiles et ponctuels A et B, dans le référentiel d'étude, porteurs respectivement des charges qA et qB, exercent l'un sur l'autre une interaction électrostatique.

Définition

Electrisation par influence: Lorsque l'on approche un objet chargé d'un matériau conducteur, la répartition des charges est modifiée dans le conducteur ; d'une substance dipolaire, les dipôles s'orientent dans le sens du champ électrostatique créé par l'objet

Electrisation par contact: un objet chargé électriquement transfère une partie de sa charge à un objet neutre conducteur (la charge se répartit sur toute sa surface) ou isolant (la charge reste au niveau de la zone de contact)

Electrisation par frottement: les deux matériaux sont électrisés, l'un devient électriquement négatif, l'autre devient électriquement positif

C'est un transfert d'électrons d'un corps vers un autre.

Charges électriques

L'unité du système international de la charge est le coulomb, noté C. Un électron porte une charge de -e et un proton une charge de +e; la cohésion de la matière est assurée par les charges des particules qui la constituent, même si la matière est lacunaire.

Toute charge q est égale à un multiple entier de la charge élémentaire e=1,60*10**-19 d'où q=n*e avec n entier (positif ou négatif).

Selon les matières mises en jeu, une attraction ou une répulsion peuvent être observées. Il existe deux caractères électriques, liés à deux types de charges électriques: positive et négative. Deux charges de même signe se repoussent alors que des charges de signes opposées s'attirent.