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Physique
Cours : Physique > Chapitre 2
Leçon 1: Électrostatique- Effet triboélectrique et charge
- Quantification de la charge avec données expérimentales
- Charge électrique : révisions
- Loi de Coulomb
- Relation entre force, charge et distance électriques.
- Comparer les forces électrique et gravitationnelle.
- Loi de Coulomb et force électrique : révisions
- Conservation de la charge
- Conducteurs et isolants
- Appliquer la conservation de la charge
- Processus de transfert de charge
- Conservation de la charge : révisions
- Découverte de l'effet triboélectrique
- Électroscope à papier alu
- Les télégraphes électrostatiques (étude de cas)
Loi de Coulomb et force électrique : révisions
Vérifiez votre compréhension de la loi de Coulomb' et des forces électrique dans cet article.
Termes clés
| Terme | Définition |
|---|---|
| charge électrique | Propriété de la matière qui détermine la force exercée sur un objet lorsqu'il est placé dans un champ électromagnétique. Un objet peut porter une charge positive, négative ou neutre. Tout comme l'énergie et la matière, la charge électrique se conserve. Il est impossible de créer ou de détruire de la charge électrique. |
| k | Constante de force électrique, ou constante de Coulomb. Sa valeur est 9, comma, 0, start text, x, end text, 10, start superscript, 9, end superscript, start fraction, start text, N, end text, dot, start text, m, end text, squared, divided by, start text, C, end text, squared, end fraction. |
Formules
| Formule | Symboles utilisés | Explication |
|---|---|---|
| open vertical bar, F, start subscript, e, end subscript, close vertical bar, equals, k, open vertical bar, start fraction, q, start subscript, 1, end subscript, q, start subscript, 2, end subscript, divided by, d, squared, end fraction, close vertical bar | F, start subscript, e, end subscript est la force électrique (ou électrostatique), k est la constante de Coulomb, q, start subscript, 1, end subscript et q, start subscript, 2, end subscript sont les charges, et d est la distance entre les charges. | La valeur absolue de la force électrique entre q, start subscript, 1, end subscript et q, start subscript, 2, end subscript est directement proportionnelle à la valeur absolue des charges et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare. Cette formule s'appelle la loi de Coulomb. |
Analogie entre force électrique et force gravitationnelle
La loi de Coulomb peut sembler familière car elle ressemble fortement à la loi de la gravitation, découverte par Newton :
Comme la force gravitationnelle, dont l'intensité augmente avec la masse, la force électrique a son intensité qui augmente avec la valeur absolue des charges. Ces deux forces ont pour direction la ligne imaginaire qui relie les objets. Elles sont toutes deux inversement proportionnelles au carré de la distance entre les objets, et appartiennent donc à la catégorie des lois en carré inverse. Enfin, ces deux forces ont des constantes de proportionnalité : G pour F, start subscript, g, end subscript et k pour F, start subscript, e, end subscript, avec k, equals, 9, comma, 0, times, 10, start superscript, 9, end superscript, start fraction, start text, N, end text, dot, start text, m, end text, squared, divided by, start text, C, end text, squared, end fraction.
Une des différences notables entre la force gravitationnelle et la force électrique est leur intensité. En effet, k étant bien plus grande que G, la force électrostatique entre un électron et un proton est d'un ordre de grandeur largement supérieur à la force gravitationnelle qui les relie.
Sens de la force électrique
La force électrique F, start subscript, e, end subscript peut être attractive ou répulsive. Des charges de nature opposée, telles qu'une charge positive et une charge négative, s'attirent. Des charges de même nature, telles que deux charges négatives ou deux charges positives, se repoussent.
Que faut-il retenir de plus sur la loi de Coulomb ?
- La force électrique est inversement proportionnelle à d, squared, et non à d. Lorsque la distance entre les charges augmente, la force électrique diminue en variant proportionnellement à start fraction, 1, divided by, d, squared, end fraction. Par exemple, si on double la distance entre deux électrons, la force répulsive entre les deux diminue (car il s'agit de proportionnalité inverse) d'un facteur 4, et non 2 (car il s'agit du carré de la distance).
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