cartographie d'un champ électrostatique

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cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar david 1ere le Sam 2 Nov 2019 23:24

bonsoir, j'ai un devoir dans lequel je n'ai pas compris grand chose il y a certaines auxquelles j'ai essayé de répondre mais je ne sais pas si mes réponses sont correctes et d'autres questions auxquelles je n'ai pas répondu malgré avoir effectué plusieurs recherches j'ai également mis les documents nécessaires pour que quelqu'un puisse m'apporter des pistes afin d'y arriver. Merci
1) a) Déterminer le signe de la charge électrique de la particule créant le champ du document 1
rep : Le signe de la charge éléctrique de la particule qui crée ce champ est négative car on observe que la direction et le sens du champ éléctrostatique sont attirés par la particule chargée et les lignes de champs convergent en ligne droite à partir de la particule chargée
1)B) Cette carte ne tient pas compte de la norme du champ. Proposer une explication pratique.
je n'ai malheureusement rien trouve ici
1)c)Une autre particule de charge éléctrique positive est placée dans ce champ en un point quelconque.En utilisant le document , caracteriser la direction et le sens de la force éléctrostatique quelle subit.
rep: la direction de cette charge et son sens vont etre que les forces de la particule s'éloigneront et donc les les lignes de champs divergeront en ligne droite a partir de la charge .
2a)Le programme Python du document 2 a produit la carte de champ du document 1.En utilisant le document 3, le modifier pour qu'il produise la carte du champ éléctrostatique créé par la particule de charge q1, déjà présente et une autre particule de charge électrique q2=e, positionnée en (x2=1m ; y2=0m ) Executer le programme ainsi modifié
2b)A l'aide de cette carte de champ, caractériser la direction et le sens de la force éléctrostatique que subirait une particule de charge électrique positive, placée en M(0m ; 0m)
2c)Meme question au point N(0m ; 1m)
Fichiers joints
pc dm photo.png
david 1ere
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar SoS(4) le Dim 3 Nov 2019 11:59

Bonjour David,

1a) Votre réponse est juste. Vous pouvez parler de lignes de champ convergentes, du sens du vecteur champ électrostatique dirigé vers la particule chargée.

1b) Sur le doc.1, les vecteurs ont tous la même longueur ce qui laisserait entendre que leurs normes sont égales. Le champ électrostatique aurait donc la même intensité en tout point de l'espace. Or, il n'en est rien si vous connaissez l'expression de l'intensité du champ crée à une distance r par une particule chargée ponctuelle. Le champ est moins intense quand on s'éloigne de la charge. Il faudrait donc des vecteurs de plus en plus longs au voisinage de la particule par exemple.

1c) On vous demande de décrire la force (direction et sens) qu'une particule de charge positive, placée en un point de l'espace du doc.1 subirait.
Il faut alors raisonner à partir de l'expression F = q.E (relation vectorielle !)...

2a) Le programme que l'on vous demande d'écrire doit comprendre celui du doc.2 et une autre partie qui correspondrait au champ d'une particule 2, par exemple. Cette partie décrivant le champ créé par cette particule 2 doit être très inspiré du doc.2 puis finir en utilisant les données du doc.3...

Restant à votre disposition pour suivre votre avancement.
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Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar david 1ere le Dim 3 Nov 2019 12:40

###Particule 1
q1=-e #Charge électrique
x1=-1 #Abscisse en m
y1=0 #Ordonnée en m
###Distance particule 1- point (x,y)
r1=((x-x1)**2+(y-y1)**2)**0.5
r2=((x-x2)**2+(y-y2)**2)**0.5
###Cordonnées radiale champ E1
E1=K*q1/r1**2
E2=K*q2/r2**2
###Cordonnées vecteur unitaire 1
ux1=(x-x1)/r1
uy1=(y-y1)/r1
ux2=(x-x2)/r2
uy2=(y-y2)/r2
###Cordonnées cartésiennes champ E1
Ex1=E1*ux1
Ey1=E1*uy1
Ex2=E2*ux2
Ey2=E2*uy2
Néanmoins je ne vois pas comment faire pour que l'on voit bien qu'il y la particule 2 qui se "rajoute" dans le programme , par exemple est il possible de mettre : ###Particule + Particule 2
et pourriez vous m'indiquez une marche à suivre pour les questions 2b et 2c car je n'ai aucune piste pour les résoudre
david 1ere
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar Visiteur le Dim 3 Nov 2019 13:46

david 1ere a écrit:###Particule 1
q1=-e #Charge électrique
x1=-1 #Abscisse en m
y1=0 #Ordonnée en m
q2=e #Charge éléctrique
x2=1 #Abscisse en m
y2=0#Ordonée en m
###Distance particule 1- point (x,y)
r1=((x-x1)**2+(y-y1)**2)**0.5
r2=((x-x2)**2+(y-y2)**2)**0.5
###Cordonnées radiale champ E1
E1=K*q1/r1**2
E2=K*q2/r2**2
###Cordonnées vecteur unitaire 1
ux1=(x-x1)/r1
uy1=(y-y1)/r1
ux2=(x-x2)/r2
uy2=(y-y2)/r2
###Cordonnées cartésiennes champ E1
Ex1=E1*ux1
Ey1=E1*uy1
Ex2=E2*ux2
Ey2=E2*uy2
Néanmoins je ne vois pas comment faire pour que l'on voit bien qu'il y la particule 2 qui se "rajoute" dans le programme , par exemple est il possible de mettre : ###Particule + Particule 2
et pourriez vous m'indiquez une marche à suivre pour les questions 2b et 2c car je n'ai aucune piste pour les résoudre
Visiteur
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar SoS(4) le Dim 3 Nov 2019 13:50

2a) Ecrire les lignes du doc.2 puis celles concernant la 2ème particule (en appliquant la charge donnée et la position donnée pour cette particule). Enfin, écrire des lignes expliquant que les champs électrostatiques créés par les deux particules s'ajoutent en tout point de l'espace :

### Particule 2
q2 = e # Charge électrique
X2 = 1 # Abscisse en m
Y2 = 0 # Ordonnée en m
### Distance particule 2 - point (x,y)
r2=((x-x2)**2+(y-y2)**2)**0.5
### Coordonnée radiale champ E2
E2=K*q2/r2**2
### Coordonnées vecteur unitaire 2
ux2=(x-x2)/r2
uy2=(y-y2)/r2
### Coordonnées cartésiennes champ E2
Ex2=E2*ux2
Ey2=E2*uy2
### Coordonnées champ total E
Ex=Ex1+Ex2
Ey=Ey1+Ey2

2b et 2c) Après avoir exécuté le programme vous allez obtenir une carte du même type que le doc1. Vous saurez donc dans quel sens et quelle direction le champ est aux points qui vous sont donnés. Il vous suffira encore d'utiliser la relation F = q.E (en vecteur) avec q positive pour trouver la direction et le sens de la force F...
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Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar david 1ere le Dim 3 Nov 2019 19:42

SoS(4) a écrit:2a) Ecrire les lignes du doc.2 puis celles concernant la 2ème particule (en appliquant la charge donnée et la position donnée pour cette particule). Enfin, écrire des lignes expliquant que les champs électrostatiques créés par les deux particules s'ajoutent en tout point de l'espace :

### Particule 2
q2 = e # Charge électrique
X2 = 1 # Abscisse en m
Y2 = 0 # Ordonnée en m
### Distance particule 2 - point (x,y)
r2=((x-x2)**2+(y-y2)**2)**0.5
### Coordonnée radiale champ E2
E2=K*q2/r2**2
### Coordonnées vecteur unitaire 2
ux2=(x-x2)/r2
uy2=(y-y2)/r2
### Coordonnées cartésiennes champ E2
Ex2=E2*ux2
Ey2=E2*uy2
### Coordonnées champ total E
Ex=Ex1+Ex2
Ey=Ey1+Ey2

2b et 2c) Après avoir exécuté le programme vous allez obtenir une carte du même type que le doc1. Vous saurez donc dans quel sens et quelle direction le champ est aux points qui vous sont donnés. Il vous suffira encore d'utiliser la relation F = q.E (en vecteur) avec q positive pour trouver la direction et le sens de la force F...


On obtient alors ca :
###Particule 1
q1=-e #Charge électrique
x1=-1 #Abscisse en m
y1=0 #Ordonnée en m
### Particule 2
q2 = e # Charge électrique
X2 = 1 # Abscisse en m
Y2 = 0 # Ordonnée en m
###Distance particule 1- point (x,y)
r1=((x-x1)**2+(y-y1)**2)**0.5
### Distance particule 2 - point (x,y)
r2=((x-x2)**2+(y-y2)**2)**0.5
###Cordonnées radiale champ E1
E1=K*q1/r1**2
### Coordonnée radiale champ E2
E2=K*q2/r2**2
###Cordonnées vecteur unitaire 1
ux1=(x-x1)/r1
uy1=(y-y1)/r1
### Coordonnées vecteur unitaire 2
ux2=(x-x2)/r2
uy2=(y-y2)/r2
###Cordonnées cartésiennes champ E1
Ex1=E1*ux1
Ey1=E1*uy1
### Coordonnées cartésiennes champ E2
Ex2=E2*ux2
Ey2=E2*uy2
### Coordonnées champ total E
Ex=Ex1+Ex2
Ey=Ey1+Ey2
Mais comment puis je connaitre la valeur de E ?car si je comprendre pour utiliser F=q*E nous avons besoins des valeurs de q que l'on connait mais pas celle de E
david 1ere
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar SoS(4) le Dim 3 Nov 2019 20:06

Je ne comprends pas le sens de votre question.
Le programme calcule seul les coordonnées du champ E (elles ne dépendent que des particules 1 et 2).

Pour les deux dernières questions, on vous parle d'une 3ème particule, qui, si elle était placée aux points M ou N subirait une force électrostatique à cause du champ qui y règne.
Cette force a pour expression : F = q.E (relation vectorielle) avec la charge q positive d'après le texte. Cette relation entre vecteurs indique donc que les vecteurs F et E ont la même direction et le même sens.
En regardant les vecteurs E tracés grâce au programme, vous avez donc aussi une "image" des vecteurs F à différents endroits où cette 3ème particule pourrait être placée.

Ces explications avec cette formulation vous aident-elles ?
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Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar david 1ere le Dim 3 Nov 2019 20:29

SoS(4) a écrit:Je ne comprends pas le sens de votre question.
Le programme calcule seul les coordonnées du champ E (elles ne dépendent que des particules 1 et 2).

Pour les deux dernières questions, on vous parle d'une 3ème particule, qui, si elle était placée aux points M ou N subirait une force électrostatique à cause du champ qui y règne.
Cette force a pour expression : F = q.E (relation vectorielle) avec la charge q positive d'après le texte. Cette relation entre vecteurs indique donc que les vecteurs F et E ont la même direction et le même sens.
En regardant les vecteurs E tracés grâce au programme, vous avez donc aussi une "image" des vecteurs F à différents endroits où cette 3ème particule pourrait être placée.

Ces explications avec cette formulation vous aident-elles ?

Je suis navré mais malgré toutes ces explications il m'est impossible de savoir donner la direction et le sens de ces particules Je ne sais ni comment rédiger ma réponse, j'ai bien compris le fait que soit une troisième particules mais je ne vois pas comment y utiliser cette relation , a quoi servira t elle et de plus je ne distingue pas la direction et le sens.
david 1ere
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar David 1ere le Dim 3 Nov 2019 21:29

j'aimerais aussi savoir si mon programme modifié est correct :
###Particule 1
q1=-e #Charge électrique
x1=-1 #Abscisse en m
y1=0 #Ordonnée en m
### Particule 2
q2 = e # Charge électrique
X2 = 1 # Abscisse en m
Y2 = 0 # Ordonnée en m
###Distance particule 1- point (x,y)
r1=((x-x1)**2+(y-y1)**2)**0.5
### Distance particule 2 - point (x,y)
r2=((x-x2)**2+(y-y2)**2)**0.5
###Cordonnées radiale champ E1
E1=K*q1/r1**2
### Coordonnée radiale champ E2
E2=K*q2/r2**2
###Cordonnées vecteur unitaire 1
ux1=(x-x1)/r1
uy1=(y-y1)/r1
### Coordonnées vecteur unitaire 2
ux2=(x-x2)/r2
uy2=(y-y2)/r2
###Cordonnées cartésiennes champ E1
Ex1=E1*ux1
Ey1=E1*uy1
### Coordonnées cartésiennes champ E2
Ex2=E2*ux2
Ey2=E2*uy2
### Coordonnées champ total E
Ex=Ex1+Ex2
Ey=Ey1+Ey2
David 1ere
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar SoS(4) le Dim 3 Nov 2019 22:09

Votre programme est correct mais vous pouviez traiter l'une après l'autre les parties sur les particules 1 puis 2 au lieu de les "mélanger".
L'avez-vous exécuté et ainsi obtenu la carte du champ électrostatique quand les deux particules coexistent ?
Cette carte est essentielle pour pouvoir traiter les deux dernières questions.
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Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar david 1ere le Dim 3 Nov 2019 22:14

SoS(4) a écrit:Votre programme est correct mais vous pouviez traiter l'une après l'autre les parties sur les particules 1 puis 2 au lieu de les "mélanger".
L'avez-vous exécuté et ainsi obtenu la carte du champ électrostatique quand les deux particules coexistent ?
Cette carte est essentielle pour pouvoir traiter les deux dernières questions.

Je n'ai pas le logiciel Python qui je pense est celui qui permet d'éxecuter le programme. Il n'est pas possible de répondre aux questions sans l'avoir éxecuter ? ny a t il pas dautres moyens?
david 1ere
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar SoS(4) le Dim 3 Nov 2019 22:32

Cette carte est en effet celle qui peut permettre de répondre aux dernières questions.
Il faut connaître l'allure des vecteurs champ électrostatique dans un espace comprenant deux charges ponctuelles : l'une positive et l'autre négative.

C'est en voyant cette carte (du type du doc.1) que vous comprendrez comment sont dirigés les vecteurs champ électrostatique et pourrez ensuite en déduire les vecteurs force qui en découlent.
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Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar david premiere le Dim 3 Nov 2019 22:43

En sachant que (vecteur)F =q(positif)*(vecteur)E donc (vecteur)E=(vecteur)F/q = k*(q1/r²) Je dirais que sa direction est radiale et son sens est centrifuge car q1 est positif et supérieur a 0
voici ce que j'ai trouvé en cherchant mais je ne pense pas que cela soit juste
david premiere
 

Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar SoS(4) le Dim 3 Nov 2019 23:02

Si vous faites des recherches, vous pouvez taper les mots clés "carte champ électrostatique créé par deux charges ponctuelles" et chercher des images...

(vecteur)E=(vecteur)F/q est bien vrai (le reste de votre relation se rapporte à une seule particule chargée !)
Les deux vecteurs ont donc la même direction (celle que vous verrez sur une image) et le même sens puisque q est positive (sens que vous verrez aussi sur l'image).

Remarque : vous m'avez dit ne pas distinguer direction et sens.
Je peux vous donner un exemple : direction : horizontale / sens : vers la gauche ( ce genre de description peut bien être fait en voyant une image du type doc1)
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Re: cartographie d'un champ électrostatique

Messagepar david 1ere le Dim 3 Nov 2019 23:39

SoS(4) a écrit:Si vous faites des recherches, vous pouvez taper les mots clés "carte champ électrostatique créé par deux charges ponctuelles" et chercher des images...

(vecteur)E=(vecteur)F/q est bien vrai (le reste de votre relation se rapporte à une seule particule chargée !)
Les deux vecteurs ont donc la même direction (celle que vous verrez sur une image) et le même sens puisque q est positive (sens que vous verrez aussi sur l'image).

Remarque : vous m'avez dit ne pas distinguer direction et sens.
Je peux vous donner un exemple : direction : horizontale / sens : vers la gauche ( ce genre de description peut bien être fait en voyant une image du type doc1)

2b)direction: horizontale et sens : vers la gauche
2c)direction:verticale et sens : vers la gauche
faut il que j'apporte des précisions supplémentaires?
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