Fiche de révision : Mouvements, interactions et champs

📋 Plan du Cours

1. Charge électrique et interactions
2. Modes d’électrisation
3. Forces gravitationnelle et électrostatique
4. Champs et lignes de champ
5. Champs gravitationnel et électrostatique

📖 1. Charge électrique et interactions

🔑 Notions clés & Définitions

• Charge électrique : Propriété de la matière pouvant être positive ou négative et s’exprimant en coulombs (C).

★ À maîtriser

📌 Des charges électriques de même signe se repoussent, tandis que des charges de signes opposés s’attirent.

📐 Formule - Toute charge électrique est un multiple entier de la charge élémentaire $e = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}$.

Compléments

• Un électron porte une charge $-e$ et un proton porte une charge $+e$.

💡 Astuce mémo

Même signe : répulsion ; signes opposés : attraction

📖 2. Modes d’électrisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrisation par contact : Transfert d’une partie de la charge d’un objet chargé vers un objet neutre mis en contact avec lui.

★ À maîtriser

• 🔄 L’électrisation par frottement se déroule ainsi:
  1. La laine donne certains de ses électrons à l’ambre
  2. L’ambre devient électriquement négatif
  3. La laine devient électriquement positive

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

Compléments

• Lors d’une électrisation par influence, l’approche d’un objet chargé modifie la répartition des charges dans un conducteur et oriente les dipôles d’une substance dipolaire selon le champ électrostatique créé.

💡 Astuce mémo

Frottement → contact → influence

📖 3. Forces gravitationnelle et électrostatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Force gravitationnelle : Force qui modélise l’attraction réciproque entre deux corps possédant une masse.
• Force électrostatique : Force qui modélise l’attraction ou la répulsion réciproque entre deux corps portant des charges électriques.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’intensité de la force gravitationnelle entre deux corps A et B vérifie $F_g = G\frac{m_A m_B}{d^2}$, avec $G = 6{,}67 \times 10^{-11}\ \mathrm{N\,kg^{-2}\,m^2}$.

📐 Formule - L’intensité de la force électrostatique entre deux charges A et B vérifie $F_e = k\frac{|q_A q_B|}{d^2}$, avec $k = 8{,}99 \times 10^{9}\ \mathrm{N\,m^2\,C^{-2}}$.

Compléments

📌 Les forces gravitationnelles et électrostatiques exercées réciproquement par deux corps ont la même intensité et des orientations opposées.

💡 Astuce mémo

La masse attire toujours ; la charge attire ou repousse

📖 4. Champs et lignes de champ

🔑 Notions clés & Définitions

• Champ physique : Cartographie dans l’espace d’une grandeur physique scalaire ou vectorielle.
• Lignes de champ : Courbes tangentes en tout point au vecteur du champ et qui en suivent la direction.

★ À maîtriser

📌 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.

Compléments

• Les lignes de champ gravitationnel autour d’un astre massif convergent vers le centre de cet astre.

📌 Les lignes de champ électrostatique divergent depuis une particule chargée positivement et convergent vers une particule chargée négativement.

💡 Astuce mémo

Les lignes de champ sont des courbes tangentes aux vecteurs du champ

📖 5. Champs gravitationnel et électrostatique

★ À maîtriser

📐 Formule - Le champ gravitationnel créé par une masse M à une distance d vérifie $\vec{G} = G\frac{M}{d^2}\vec{e_r}$, avec $G = 6{,}67 \times 10^{-11}\ \mathrm{N\,kg^{-2}\,m^2}$.

📐 Formule - Le champ électrostatique créé par une charge q à une distance d vérifie $\vec{E} = k\frac{q}{d^2}\vec{e_r}$, avec $k = 9{,}0 \times 10^{9}\ \mathrm{N\,m^2\,C^{-2}}$.

Compléments

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

📌 Le sens du champ électrostatique dépend du signe de la charge qui le crée : il est radial vers l’extérieur pour une charge positive et vers la charge pour une charge négative.

💡 Astuce mémo

La masse crée le champ gravitationnel ; la charge crée le champ électrostatique

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des forces