La force électrique

La force électrique Dans une autre présentation, nous avons vu une règle électrisée attirer un petit bout de papier ou un filet d’eau, et des cheveux se dresser parce qu’ils portaient des charges électriques de même signe. De quoi dépend la force d’attraction ou de répulsion entre deux objets électriquement chargés?

La force électrique dépend De la quantité de charges électriques que chacun des deux objets porte (Q1 et Q2) Du signe des charges électriques (+ , -) De la distance "d" qui les sépare Objet 1 Objet 2 Porte la charge Q1 Q2 d

LE SIGNE L’effet du signe de charges électriques est connu, on l’a vu avec l’électrisation: Les objets qui portent des charges électriques de même signe se repoussent (les flèches indiquent le sens des forces). Q1 > 0 Q2 > 0 Les objets qui portent des charges électriques de signes contraires s’attirent. Q1 > 0 Q2 < 0 Remarque: La force d'attraction ou de répulsion est toujours la même, en grandeur, pour les deux objets quelles que soient les valeurs de Q1 et Q2.

La quantité de charges électriques Il peut nous paraître évident que plus il y a de charges électriques, plus la force est grande. Qu'arriverait-il, par exemple, si on doublait la charge électrique de gauche? F1 F1 F2 F2 Q1 > 0 Q2 > 0 2Q1 La grandeur de la force doublerait. F2 = 2F1

La force électrique est proportionnelle aux quantités de charges électriques Q1 et Q2. F  Q1Q2

La distance Qu'arrive-t-il lorsqu'on éloigne ou rapproche deux objets électriquement chargés? Voici deux objets chargés positivement, placés à une distance "d" l'un de l'autre. Ils se repoussent avec une force de grandeur F1 Q1 > 0 Q2 > 0 F1 d

La distance F1 F2 = 4 Doublons la distance entre les deux objets (2d). Ils se repoussent maintenant avec une force de grandeur F2 quatre fois plus petite que F1. F2 Q1 > 0 Q2 > 0 F1 d 2d F2 = F1 4

La force électrique est inversement proportionnelle au carré de la distance entre les charges électriques Q1 et Q2. 1 F  d2

En combinant les deux relations, on obtient: F  Q1Q2 d2 Ce qui s'écrit aussi: F = K Q1Q2 d2

Que devient la force entre deux objets chargés électriquement si on double les deux charges?

Q1Q2 F1 = K d2 2Q1 x 2Q2 F2 = K d2 En premier, nous avons la force En doublant les deux charges électriques, nous obtenons la force F2 = K 2Q1 x 2Q2 d2

Les "2" peuvent se placer en avant de l'expression (cliquer) F2 = 2 x 2 K d2 F2 = 4 x K Q1Q2 d2 F1 F2 = 4F1 La force devient 4 fois plus grande

Que devient la force entre deux objets chargés électriquement si on triple une des deux charges et on double la distance?

Q1Q2 F1 = K d2 3Q1 x Q2 F2 = K (2d)2 En premier, nous avons la force En triplant une des deux charges électriques et en doublant la distance, nous obtenons la force 3Q1 x Q2 F2 = K (2d)2

3 Q1 x Q2 F2 = 3 K 4d2 (2d)2 F2 = 3 K Q1Q2 d2 4 F1 F2 = 3 F1 4 Les coefficients peuvent se placer en avant de l'expression (cliquer) 3 Q1 x Q2 (2d)2 = 4d2 F2 = 3 K 4d2 (2d)2 F2 = 3 K Q1Q2 d2 4 F1 F2 = 3 F1 4 La force est réduite aux trois quarts

FIN