Toute la matière est constituée de particules portant (ou non) une charge électrique q, mesurée en Coulomb (C).
- Proton : Charge positive +e (+1,6 x 10-19 C).
- Électron : Charge négative -e (-1,6 x 10-19 C).
- Neutron : Charge nulle (0 C).
I. Les Bases : Matière et Électrisation
1. La charge électrique
Règle de quantification : Un objet ne peut avoir qu'un nombre entier d'électrons ou de protons en excès. Sa charge q est un multiple de la charge élémentaire e:
2. Les 3 modes d'électrisation
Il y a trois façons de charger un objet:
Définition
Par frottement :
Transfert direct d'électrons d'un matériau à un autre en les frottant.
Par influence :
Les charges d'un conducteur se réorganisent lorsqu'on approche un objet chargé, sans le toucher.
Par contact :
Un objet chargé touche un autre objet et lui transfère directement une partie de ses électrons.
II. L'Interaction Gravitationnelle (Masses)
C'est la force d'attraction entre tous les objets ayant une masse. Elle est toujours attractive.
1. La Loi de Newton (La Force Fg)
Si un objet A attire un objet B, l'intensité de cette force se calcule avec :
- G : Constante de gravitation (6,67 x 10-11).
- mA, mB : Masses en kg. (Astuce : convertis toujours les tonnes en kg !)
- d : Distance entre les centres en mètres (m). (Astuce : pour un satellite à une altitude h, d = Rplanète + h).
Vecteur : FA/B = -G x (mA x mB) /d2 (Le signe - indique que la force est attractive, opposée au vecteur unitaire u allant de A vers B).
2. Le Champ Gravitationnel g)
Un objet de masse mA crée une "zone d'attraction" autour de lui : c'est le champ vectoriel g.
- Formule du champ : g=G⋅mA/d2 (en N/kg).
- Lien avec la force (Le Poids) : Si on place une masse m dans ce champ, elle subit la force F= m⋅g
III. L'Interaction Électrostatique (Charges)
C'est la force entre les objets chargés.
- Même signe = Répulsion.
- Signes opposés = Attraction.
1. La Loi de Coulomb (La Force Fe)
L'intensité de la force entre deux charges se calcule avec:
- k : Constante de Coulomb ($8,99 \times 10^9$).
- qA, qB : Charges en Coulomb (C). (On utilise la valeur absolue |...| pour garder une force positive).
- d : Distance en mètres (m). (Astuce : 1 cm = 10-2 m).
2. Le Champ Électrostatique (E)
Une charge qA crée un champ électrostatique autour d'elle.
- Formule du champ : E = k |qA|/d2 (en N/C ou N.C-1).
- Orientation : Le champ fuit les charges positives et pointe vers les charges négatives.
- Lien avec la force : Si on place une charge q dans ce champ, elle subit la force F = q x E.
