Fiche de révision : Interactions électriques et gravitationnelles

📋 Plan du Cours

1. Charge électrique et interactions
2. Modes d’électrisation des matériaux
3. Interaction et représentation des forces
4. Force gravitationnelle entre deux corps
5. Force électrostatique entre deux charges
6. Champs et lignes de champ
7. Champs gravitationnel et électrostatique

📖 1. Charge électrique et interactions

🔑 Notions clés & Définitions

• Charge électrique : Propriété de la matière qui lui permet d’interagir avec un champ électromagnétique.

★ À maîtriser

• Il existe deux types de charges électriques, positive et négative, et toute charge est un multiple de la charge élémentaire de valeur 1,602 × 10⁻¹⁹ C.

📌 Deux charges de même signe se repoussent, tandis que deux charges de signes opposés s’attirent.

Compléments

• L’unité de charge électrique du système international est le coulomb, noté C.

💡 Astuce mémo

Même signe repousse, signe opposé attire

📖 2. Modes d’électrisation des matériaux

📝 Points essentiels

• Lors d’une électrisation par frottement entre l’ambre et la laine, la laine cède des électrons à l’ambre, qui devient négatif, tandis que la laine devient positive.

• Lors d’une électrisation par contact, un objet chargé transfère une partie de sa charge à un objet neutre.

📌 Après une électrisation par contact, la charge se répartit sur toute la surface d’un conducteur, mais reste dans la zone de contact d’un isolant.

• Lors d’une électrisation par influence, un objet chargé modifie la répartition des charges d’un conducteur ou oriente les dipôles d’une substance dipolaire dans le sens de son champ électrostatique.

📖 3. Interaction et représentation des forces

🔑 Notions clés & Définitions

• Interaction : Deux objets sont en interaction lorsque chacun exerce une action sur l’autre.

📝 Points essentiels

• Une force est représentée par un vecteur caractérisé par un sens, une direction, une intensité et un point d’application.

📖 4. Force gravitationnelle entre deux corps

🔑 Notions clés & Définitions

• Gravitation : Phénomène par lequel tous les corps ayant une masse s’attirent mutuellement.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’intensité de la force gravitationnelle entre deux corps de masses $m_A$ et $m_B$ séparés par une distance $d$ vaut $F_g = G\frac{m_A m_B}{d^2}$, où $G = 6{,}67\times10^{-11}\ \mathrm{N\cdot kg^{-2}\cdot m^2}$.

📌 L’action gravitationnelle du corps A sur le corps B et celle du corps B sur le corps A ont la même intensité.

Compléments

• Dans la relation gravitationnelle, les masses sont exprimées en kilogrammes et la distance en mètres.

• Le champ gravitationnel de la Terre à sa surface est couramment appelé champ de pesanteur terrestre.

💡 Astuce mémo

La masse crée l’attraction gravitationnelle

📖 5. Force électrostatique entre deux charges

★ À maîtriser

📐 Formule - L’intensité de la force électrostatique entre deux charges $q_A$ et $q_B$ séparées par une distance $d$ vaut $F_e = k\frac{|q_Aq_B|}{d^2}$, où $k = 8{,}99\times10^9\ \mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}$.

📌 L’interaction électrostatique est attractive entre charges de signes opposés et répulsive entre charges de même signe.

Compléments

• Dans la relation électrostatique, les charges sont exprimées en coulombs et la distance en mètres.

📌 Les forces électrostatiques exercées réciproquement par deux corps chargés ont la même intensité.

💡 Astuce mémo

Charges de même signe : répulsion ; signes opposés : attraction

📖 6. Champs et lignes de champ

🔑 Notions clés & Définitions

• Ligne de champ : Courbe qui suit les vecteurs du champ et leur est tangente en tout point.

📝 Points essentiels

📌 Un champ scalaire cartographie une grandeur scalaire, comme la température ou la pression, tandis qu’un champ vectoriel cartographie une grandeur vectorielle, comme la vitesse, le champ gravitationnel ou le champ électrostatique.

• Plus les lignes de champ sont rapprochées, plus le champ est intense dans la zone considérée.

💡 Astuce mémo

Des lignes courbes auxquelles les vecteurs sont tangents

📖 7. Champs gravitationnel et électrostatique

★ À maîtriser

📐 Formule - La valeur du champ gravitationnel créé par une masse $m$ à une distance $d$ est donnée par $g = G\frac{m}{d^2}$.

📐 Formule - La valeur du champ électrostatique créé par une charge $q$ à une distance $d$ est donnée par $E = k\frac{q}{d^2}$, avec $k = 9{,}0\times10^9\ \mathrm{N\cdot m^2\cdot C^{-2}}$.

Compléments

• Le champ gravitationnel s’exprime en N·kg⁻¹ ou en m·s⁻².

• Le champ électrostatique s’exprime en N·C⁻¹ ou en V·m⁻¹.