Energie potentielle – Terminale S – Exercices corrigés

Exercices à imprimer pour la tleS – Energie potentielle – Terminale S

Exercice 01 : Accélération d’une particule chargée

Entre deux plaques parallèles N et P, on crée une tension électrique U = 100 V. on définit un axe (O, x) perpendiculaire aux plaques ; x = 0 correspond à la plaque N chargée négativement, sur laquelle se sont répartis des électrons en excès, x = d = 1cm correspond à la plaque P chargée positivement, dont on a arraché un nombre d’électrons sensiblement égal à celui se trouvant sur N. entre ces deux plaques règne un champ électrique uniforme et constant  avec  A la date t = 0, un électron assimilé à un mobile ponctuel M de masse m = 9,11 . 10-31 kg et de charge q = – e = -1,6 .10-19 C se détache de la plaque N avec une vitesse

Calculer les normes du poids et de la force électrique s’exerçant sur M et justifier qu’on peut négliger le poids.

On prend la référence de l’énergie potentielle électrique sur la plaque N. Donner son expression avec les notations de l’énoncé.

L’électron se déplace sans aucun frottement entre les deux plaques. Justifier qu’il se déplace en ligne droite de N vers P.

Déterminer la vitesse de l’électron quand il s’écrase sur la plaque P.

L’électron est considéré comme relativiste s’il peut atteindre une vitesse de l’ordre de 0,15 c où c = 3.108s-1 désigne la vitesse de la lumière. Déterminer la tension électrique U’ conduisant à cet état.

Exercice 02 : Glissement d’un autoporteur  

Un mobile autoporteur, de masse m = 0,62 kg, est lâché sans vitesse initiale sur une table inclinée d’un angle θ = 15° par rapport au plan horizontal.

On suppose les frottements négligeables. On prendra g = 9,8 N.m-1.

Faire le bilan des forces qui s’exercent sur ce mobile. Schématiser la situation en précisant la direction de ces forces.

Une de ces forces ne travaille pas. Laquelle et pourquoi ?…

 



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