QCM : Interactions fondamentales et champs (14 questions)

Explication

Une force modélise par un vecteur l’action mécanique d’un objet sur un autre, que cette action s’exerce avec ou sans contact. Le contact mécanique exclut l’action à distance, le déplacement décrit un changement de position et l’option inversant les objets attribue l’action au mauvais corps.

Explication

Un vecteur force est caractérisé par sa direction, son sens, sa norme, qui correspond à l’intensité, et son point d’application. La masse, la vitesse et la durée ne remplacent aucune de ces caractéristiques, et omettre le point d’application laisse le vecteur incomplet.

Explication

La gravitation universelle est une attraction mutuelle entre les corps possédant une masse, tandis que l’interaction électrostatique peut être répulsive. L’option « gravitation répulsive » inverse la distinction, l’option disant que les deux peuvent être répulsives attribue à la gravitation une possibilité qu’elle n’a pas, et l’absence d’interaction électrostatique nie le cas envisagé.

Explication

La relation $F_G=G\frac{M_1M_2}{d^2}$ place la distance au carré au dénominateur : remplacer $d$ par $2d$ divise la force par $2^2=4$. La division par deux oublie le carré, tandis que les réponses qui augmentent la force inversent sa dépendance à la distance.

Explication

La charge électrique est une propriété de la matière qui permet ces interactions et se mesure en coulombs. La masse concerne l’interaction gravitationnelle, le champ décrit une grandeur en chaque point et la force désigne une interaction exercée.

Explication

Deux charges de signes opposés s’attirent. La répulsion correspond à des charges de même signe, tandis que la distance influence l’intensité de la force, pas le sens de l’interaction.

Explication

L’électron porte la charge $-e$ et le proton la charge $+e$. Le couple inversé échange leurs signes, tandis que les deux autres propositions attribuent à tort le même signe aux deux particules.

Explication

La norme suit $F_E=K\frac{|q_1q_2|}{d^2}$ : le produit des valeurs absolues des charges est divisé par le carré de leur séparation. Une distance non élevée au carré, placée au numérateur ou un produit remplacé par une différence ne respecte pas cette relation.

Explication

Un champ associe à chaque point de l’espace une valeur ou un vecteur. Une durée décrit une évolution temporelle, une trajectoire relie des positions et une propriété attachée à un objet n’est pas la définition générale d’un champ.

Explication

Un champ qui associe un vecteur à chaque point est un champ vectoriel; une flèche du vent indique notamment direction et sens. Un champ scalaire n’associe qu’une valeur, tandis qu’une trajectoire décrit un déplacement.

Explication

Le champ gravitationnel créé par une masse a pour norme $g=G\frac{M}{d^2}$ et s’exprime en N/kg. La formule avec $d$ sans carré omet un facteur, l’inversion place mal la masse et $K$ est la constante électrostatique.

Explication

La relation est $\vec{F}_G=m\vec{g}$ : l’intensité de la force vaut donc $3\times4=12\ \mathrm{N}$. L’addition donne $7\ \mathrm{N}$, la division donne environ $1{,}33\ \mathrm{N}$, et $\mathrm{N/kg}$ est l’unité du champ.

Explication

À l’échelle microscopique, la force électrostatique domine la force gravitationnelle, tandis qu’à une autre échelle la gravitation est davantage prédominante. La gravitation microscopique inverse la comparaison; la prédominance électrostatique à toutes les échelles généralise indûment le constat; l’attraction nécessaire confond intensité et nature de la force.

Explication

Les deux protons apportent chacun une charge positive élémentaire et les deux neutrons ne contribuent pas à la charge totale, soit $2e$. $4e$ compte les neutrons comme chargés, $e$ ne compte qu’un proton et $-2e$ inverse le signe de la charge des protons.