Cours en ligne physique chimie en Première

Chapitres physique-chimie en Première

Cours sur l’interaction et champs en 1ère

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de physique en Première

Ce cours gratuit de physique chimie en première vous servira pour travailler le cours de spécialité sur l’interaction et champs. Vous retrouverez notamment les éléments suivants : l’interaction gravitationnelle, l’interaction électrique, champs et lignes et champs. Si vous désirez de l’accompagnement de qualité, n’hésitez pas à consulter nos cours particuliers en physique. Un professeur à domicile ou en ligne vous aidera à acquérir un sens physique, à travailler avec méthode et à préparer les échéances en première, pour le bac et préparer le supérieur.

Vous pouvez consulter d’autres résumés de cours de physique chimie en première sur notre site : Théorème de l’énergie cinétique, énergie mécanique, ondes mécaniques, etc.

Cours sur l’interaction gravitationnelle en 1ère

1. La force d’interaction gravitationnelle exercée par un corps massif sphérique de masse $m_S$ et de centre $O$ sur un corps ponctuel (s’il est sphérique, on le confond avec son centre) $M$ de masse $m$ a pour expression

$\displaystyle{\vec{f}_g=-\frac{\mathcal{G}m_Sm}{r^2}\vec{u}_r}$

$r=OM$ est la distance de $O$ à $M$

Les masses $m_S$ et $m$ sont exprimées en kilogramme (kg)

$\vec{u}_r$ le vecteur unitaire dirigé de $O$ vers $M$

$\mathcal{G}=6,67\cdot 10^{-11}~\mathrm{N\cdot m^2\cdot kg^{-2}}$ est la constante de gravitation.

Cette force est toujours attractive, elle est égale à l’opposé de la force exercée par $M$ sur le corps massif.

La norme de la force est exprimée en newton (N).

Exemple : la norme de la force

Calculer la norme de la force exercée par la Terre de masse $m_T=6,0\cdot 10^{24}~\mathrm{kg}$ sur la Lune de masse $m_L=7,6\cdot 10^{22}~\mathrm{kg}$ , la distance entre les centres des deux corps vaut $r=O_LO_T=3,85\cdot 10^8~\mathrm{m}$ .

Corrigé de l’exemple : Par application de la formule du cours, on obtient

$f_g=2,1\cdot 10^20~\mathrm{N}$

2. On remarque que, si le corps massif attractif est immobile, la force subie par un corps $M$ de masse $m$ à proximité de ce corps est proportionnelle à sa masse

$\displaystyle{\vec{f}_g=m\cdot \frac{-\mathcal{G}m_S}{r^2}\vec{u}_r}$

et que le vecteur $\vec{f}_g/m$ ne dépend que de la masse du corps massif et de la position de $M$ .

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Interaction et champs 1ère : Interaction électrique

1. Loi de Coulomb

La force d’interaction électrique exercée par un corps ponctuel de charge (électrique) $Q$ placé en $O$ sur ponctuel $M$ de charge $q$ a pour expression

$\displaystyle{\vec{f}_e=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\cdot\frac{Qq}{r^2}\vec{u}_r}$

$r=OM$ est la distance de $O$ à $M$

$\vec{u}_r$ le vecteur unitaire dirigé de $O$ vers $M$

Les charges $Q$ et $q$ sont exprimées en coulombs (C)

$\displaystyle{K=\frac1{4\pi\varepsilon_0} = 8,99\cdot 10^9 ~\mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}}$ est une constante.

Cette force est attractive entre deux corps de charges de signes opposés, répulsive entre deux corps de charges de même signe.

La norme de la force est exprimée en newton (N).

2. Électrisation

* Certaines particules élémentaires comme les électrons et les protons possèdent une charge électrique.

* Lorsqu’on arrache un ou plusieurs électrons à un atome (ou une molécule), on obtient un ion monoatomique (ou polyatomique) chargé positivement, un cation.

* Lorsqu’un atome (ou une molécule) capture un ou plusieurs électrons , on obtient un ion monoatomique (ou polyatomique) chargé négativement, un anion.

* Un corps de plus grande dimension peut acquérir une charge électrique quand on lui arrache des électrons (il porte un déficit d’électrons et devient chargé positivement) ou quand il arrache des électrons (il porte un excès d’électrons et devient chargé négativement) par frottement par exemple.

Il est possible d’électriser un corps à partir d’un corps électrisé.

* (C1) Lorsqu’un corps A neutre (de charge nulle) entre au contact d’un autre corps B chargé négativement (il porte un excès d’électrons), une partie des électrons de A passe sur B, qui devient lui-aussi chargé négativement : c’est une électrisation par contact.

* (C2) De même, lorsqu’un corps A neutre (de charge nulle) entre au contact d’un autre corps B chargé positivement (il porte un déficit d’électrons), une partie des électrons de B passe sur A, B devient lui-aussi chargé positivement : c’est une électrisation par contact.

* (I1) Lorsqu’un corps A chargé négativement (il porte un excès d’électrons), est placé proche (mais sans contact) d’un corps B neutre, les électrons mobiles de B sont repoussés sur la face opposée à A, et la face du côté de A devient chargée positivement : c’est une électrisation par influence.

* (I2) Lorsqu’un corps A chargé positivement (il porte un déficit d’électrons), est placé proche (mais sans contact) d’un corps B neutre, les électrons mobiles de B sont attirés sur la face du côté de A, et la face du côté opposé à A devient chargée positivement : c’est une électrisation par influence.

Interaction et champs : Champs

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Cours sur l’interaction et champs : Lignes de champ

1. La représentation du champ électrique ou du champ gravitationnel dans un plan est possible en choisissant une échelle et en représentant en des points régulièrement espacés les vecteurs représentant le champ en chacun de ces points.

2. Les lignes de champs sont des lignes orientées telles qu’en tout point d’une de ces lignes, le vecteur champ électrique est tangent à la ligne.

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