Fiche de révision : Interactions fondamentales et champs

📋 Plan du Cours

1. Modes d’électrisation et charge élémentaire
2. Force électrostatique et loi de Coulomb
3. Force gravitationnelle
4. Définition des champs physiques
5. Champs électrostatique et gravitationnel

📖 1. Modes d’électrisation et charge élémentaire

★ À maîtriser

• L’électrisation par frottement consiste à retirer ou à déposer des électrons à la surface d’un objet.

📌 Lors d’une électrisation par contact, les charges restent dans la zone de contact sur un isolant, tandis qu’elles se répartissent sur toute la surface d’un conducteur.

📐 Formule — La charge totale d’un objet est toujours un multiple de la charge élémentaire $e = 1{,}6 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}$, car le chargement résulte d’un ajout ou d’une suppression d’électrons.

Compléments

• Lors de l’approche d’un objet chargé, l’électrisation par influence provoque un déplacement de charges dans l’autre objet.

💡 Astuce mémo

Frottement → contact → influence

📖 2. Force électrostatique et loi de Coulomb

★ À maîtriser

📌 La force électrostatique traduit l’attraction ou la répulsion entre deux charges et sa norme dépend des charges présentes et de leur distance.

• La force électrostatique est représentée par un vecteur dont la direction est parallèle à la droite reliant les deux charges et dont le sens dépend des signes des charges.

Compléments

• La constante électrostatique vaut $k = 9{,}00 \times 10^{9}\ \mathrm{m^3\,kg\,s^{-2}\,C^{-2}}$ dans le système international.

💡 Astuce mémo

Charges de même signe : répulsion ; signes opposés : attraction

📖 3. Force gravitationnelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Force gravitationnelle : force attractive exercée entre des corps possédant une masse

★ À maîtriser

• L’interaction gravitationnelle est prédominante pour les édifices de taille astronomique.

Compléments

• La constante gravitationnelle vaut $G = 6{,}67 \times 10^{-11}\ \mathrm{m^3\,kg^{-1}\,s^{-2}}$ dans le système international.

• La force gravitationnelle est représentée par un vecteur pour traduire l’attraction entre les corps massifs.

💡 Astuce mémo

Toute masse → attraction gravitationnelle

📖 4. Définition des champs physiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Champ physique : grandeur physique associée à chaque point de l’espace considéré

★ À maîtriser

📌 Un champ scalaire est défini par une valeur en chaque point de l’espace, tandis qu’un champ vectoriel est défini par un vecteur en chaque point.

Compléments

• Cartographier un champ consiste à déterminer ses caractéristiques en plusieurs points de l’espace et à en donner une représentation.

💡 Astuce mémo

Champ scalaire = valeur ; champ vectoriel = vecteur

📖 5. Champs électrostatique et gravitationnel

★ À maîtriser

📐 Formule — La valeur du champ électrostatique entre les bornes d’un condensateur plan vérifie $E = \frac{U}{d}$, où U est la tension entre les bornes et d leur distance.

📐 Formule — Une charge ponctuelle placée dans un champ électrostatique est soumise à une force vérifiant $F = qE$.

📐 Formule — Le poids d’un corps vérifie $P = mg$, où m est sa masse et g le champ de pesanteur.

📌 Le champ de pesanteur est une approximation locale du champ de gravitation à la surface terrestre.

Compléments

📐 Formule — Le champ de pesanteur est défini par $g = \frac{P}{m}$ et le champ gravitationnel par $G = \frac{F}{m}$.

📌 Le champ de pesanteur est assimilable au champ de gravitation si l’on néglige la rotation de la Terre et le champ gravitationnel créé par les autres astres.

💡 Astuce mémo

Champ → force : E puis F=qE ; g puis P=mg

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des interactions fondamentales