Question 1 sur 7Choix multipleFacileSciences physiques
Deux petites boules portent chacune une charge négative. Que se passe-t-il ?
Choisis la seule bonne réponse.
Choisis ta réponse pour continuer.
Chargement de la leçon
Tu découvres comment deux charges électriques s'attirent ou se repoussent, tu calcules la force entre elles avec la loi de Coulomb, tu vois comment cette force change avec la distance, et tu définis le champ électrique.
Frotte un peigne en plastique dans tes cheveux secs, puis approche-le de petits morceaux de papier : ils sautent vers le peigne. En frottant, tu as arraché des électrons à tes cheveux : le peigne s'est chargé d'électricité. On dit qu'il est électrisé. Il existe deux sortes de charges : positives et négatives. Deux charges de même signe se repoussent ; deux charges de signes contraires s'attirent. La charge électrique se note q et se mesure en coulombs (C). Le coulomb est une très grande unité : on utilise souvent le microcoulomb, 1 µC = 0,000 001 C = 10⁻⁶ C.
Deux charges ponctuelles q1 et q2 (des charges portées par des objets très petits par rapport à la distance qui les sépare), séparées par une distance d, exercent l'une sur l'autre des forces de même intensité : F = k × |q1 × q2| / d². Dans le vide (et pratiquement dans l'air), k = 9 × 10⁹ N·m²/C². F est en newtons (N), les charges en coulombs, la distance en mètres. Les deux barres |...| signifient qu'on prend la valeur sans signe : le signe des charges sert seulement à savoir s'il y a attraction ou répulsion.
Un exemple
Deux petites sphères portent q1 = 2 µC et q2 = 3 µC, à d = 30 cm l'une de l'autre. Étape 1 : on convertit. q1 = 2 × 10⁻⁶ C, q2 = 3 × 10⁻⁶ C, d = 0,3 m. Étape 2 : produit des charges, q1 × q2 = 6 × 10⁻¹² C². Étape 3 : carré de la distance, d² = 0,3 × 0,3 = 0,09 m². Étape 4 : F = 9 × 10⁹ × 6 × 10⁻¹² / 0,09 = 0,054 / 0,09 = 0,6 N. Les deux charges sont positives : les sphères se repoussent avec une force de 0,6 N.
Une charge Q modifie l'espace autour d'elle : toute autre charge placée à côté subit une force. On dit que Q crée un champ électrique. Son intensité E en un point est la force subie par une charge q placée en ce point, divisée par cette charge : E = F / q, en newtons par coulomb (N/C). Pour une charge ponctuelle Q, à la distance d, cela donne E = k × |Q| / d².
Astuce
Si la distance est multipliée par 2, la force est divisée par 2² = 4. Si la distance est multipliée par 3, la force est divisée par 9. Si la distance est divisée par 2, la force est multipliée par 4. Pense toujours « au carré » dès que la distance change.
Attention
L'erreur la plus fréquente est d'oublier de convertir : les microcoulombs en coulombs et les centimètres en mètres. Laisser d = 30 au lieu de 0,3 donne une force 10 000 fois trop petite. Autre erreur : oublier d'élever la distance au carré, ce qui donne 0,054 / 0,3 = 0,18 N au lieu de 0,6 N.
À retenir
Charges de même signe : répulsion ; de signes contraires : attraction. F = k × |q1 × q2| / d² avec k = 9 × 10⁹ N·m²/C², charges en C et distance en m. La force varie comme l'inverse du carré de la distance. Champ électrique : E = F / q, en N/C.
Une question à la fois. Après chaque réponse, tu vois tout de suite si c'est juste, et surtout la méthode pour y arriver.
Question 1 sur 7
Choisis la seule bonne réponse.