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5 exercices sur l’accélération de particules chargées dans un champ électrique uniforme.
par Bernard Vuilleumier
Données numériques
- charge élémentaire C
- masse de l’électron kg
- masse du proton kg
Rép. m/s, m/s.
Exercice 2
Un proton est projeté selon un axe Ox dans une région où règne un champ électrique uniforme E= N/C qui a même direction que l’axe Ox mais qui est de sens opposé au déplacement du proton. Le proton parcourt une distance d=7 cm avant de s’immobiliser.
- Que vaut l’accélération du proton ?
- Quelle est sa vitesse initiale ?
- Combien de temps ce freinage a-t-il duré ?
Rép. , m/s, s.
Exercice 3
Un proton part de l’arrêt et accélère dans un champ électrique uniforme E=360 N/C. Un instant plus tard, sa vitesse - non relativiste car beaucoup plus petite que la vitesse de la lumière, vaut v= m/s.
- Quelle est l’accélération de ce proton ?
- Quel temps faut-il au proton pour atteindre cette vitesse ?
- Quelle distance a-t-il parcourue lorsqu’il atteint cette vitesse ?
- Que vaut alors son énergie cinétique ?
Rép. , s, m, J.
- Quel temps lui faut-il pour parcourir une distance horizontale de 7 cm ?
- Quel déplacement vertical a-t-il subi après avoir parcouru cette distance ?
- Que valent les composantes horizontale et verticale de sa vitesse lorsqu’il a parcouru cette distance ?
N. B. Vous négligerez tout effet gravitationnel dans cet
exercice.
Rép. s, 5.5 mm, m/s, m/s.
- Quel temps faut-il à cet électron pour retourner à sa hauteur initiale ?
- Quelle hauteur maximale atteint-il ?
- Que vaut son déplacement horizontal lorsqu’il atteint cette hauteur ?
N. B. Vous négligerez tout effet gravitationnel dans cet exercice.
Rép. s, 0.19 mm, 1.43 mm.
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