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TS. Interrogation écrite n°7. Durée : 2H.
Correction du contrôle n°7 – 2014
Exercice 1 : Particule chargée.
La charge de l’électron est : q = - e
L’armature B est positive car, comme l’électron accélère, c’est qu’il est attiré par cette armature qui doit donc avoir une charge opposée à la sienne.
Energie potentielle en A :
E
PélA qV
AEnergie potentielle en B :
E
PélB qV
Ba. D’après le cours, La variation d’énergie potentielle d’un système se déplaçant d’un point A vers un point B est égale à l’opposé du travail effectué par la force conservative associée. Donc ici :
) ( él
AB
Pél W F
E
WAB(Fél)EPél
WAB(Fél)(qVB qVA)
WAB(Fél)q(VAVB)qUAB
b. On aura alors :
) 2 (
1 2
él AB
B W F
mv
mvB2 qUAB 2
1
m
vB
2
qUABc. La masse de l'électron est donc : v kg
m qU
B
AB 31
2 7 19
2
8 , 9 10
) 10 24 , 4 (
5000 10
6 , 1
2 2
d. incertitude relative :
th th
m m r m
0,022
10 1 , 9
10 1 , 9 10 9 , 8
31 31 31
r
Soit une erreur de 2,2%, ce qui fait que cette mesure est de bonne qualité.
e. On sait que V m
L
E UAB 2,5 10 / 20
, 0
5000 4
Exercice 2 : Enérgie mécanique .
1.1 Il y a le poids de la voiture et la réaction du support.
1.2 L'énergie mécanique se conserve car aucune force non conservative ne travaille ici.
2
1.3 Comme l'énergie mécanique se conserve, on peut écrire :
2 2
2 1 2
1
C C
A
A mv mgz mv
mgz
Or comme en C, la vitesse de la voiture est nulle et qu'en A, l'altitude est nulle, on aura donc :
C
A gz
v 2
vA 29,810,80 4,0m/s
2.1 L'énergie mécanique en A vaut : EmA mvA 0,150 4,0 1,2J
2 1 2
1 2 2
L'énergie mécanique en B vaut : EmB mgzB 0,1509,810,550,81J
Ces deux énergies mécaniques sont différentes, donc l'énergie mécanique ne se conserve pas pour la voiture rouge.
2.2 D'après le cours :
fW Em
donc :
W(f)EmB EmA
W(f)0,811,20,39J2.3 Comme la force de frottement s'oppose au déplacement de la voiturette, elle fait avec le vecteur déplacement un
angle de 180°. D'où :
) 180 cos(
)
(f f AB WAB
WAB(f)f ABOr grâce à la trigonométrie, on a la relation :
ABzB
sin D'où :
) sin
(
BAB
f z f
W
B AB
z f
f W ( )sin
