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Loi de Newton : deux objets ponctuels (ou à symétrie sphérique)
de masses m et m' exercent l'un sur l'autre deux forces
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remarque : |
les forces |
ex. : |
étude du système proton-électron de l'atome d'hydrogène F = F' = |
On distingue l'électrisation par contact (qui correspond à un transfert d'électrons d'un coprs vers un autre) et l'électrisation par influence (où une dissymétrie apparaît dans la répartition des électrons d'un corps sous l'influence d'un autre corps chargé).
Un corps chargé négativement possède un excès d'électrons ; un corps chargé positivement possède un défaut d'électrons.
Deux corps portant des charges électriques de même signe se repoussent ; deux corps portant des charges électriques de signes contraires s'attirent.
Dans un conducteur métallique, certains électrons des atomes constituent le métal peuvent s'y déplacer librement : ce sont des électrons de conduction.
Dans un isolant, les électrons d'un atome restent dans son voisinage.
Dans un électrolyte (solution conductrice), les porteurs de charge sont les ions présents dans la solution :
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Loi de Coulomb : deux charges ponctuelles q et q' exercent l'une sur
l'autre deux forces
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ex. : |
étude du système proton-électron de l'atome d'hydrogène F = F' = Au niveau atomique, l'attraction gravitationnelle
est négligeable devant |
Etude d'un exemple
: le noyau d'hélium 
, constitué de 2 protons et de 2 neutrons.
Les nucléons sont assimilés à des points matériels distants de 2,4 fm les uns des autres :
= 6,67.10 -11
3,2.10 -35 N
= 9,0.10 9 
40 N
On constate que la répulsion électrique est bien plus importante que l'attraction gravitationnelle : le noyau devrait donc se disloquer...
Il existe donc une autre force qui assure la cohésion du noyau atomique : elle est appelée interaction forte et son effet attractif ne s'exerce que sur des distances inférieures à 10-14 m avec une intensité 100 à 1000 fois plus grande que celle de l'interaction électrique.
À l'échelle nucléaire, c'est l'interaction
forte qui prédomine et assure la cohésion des noyaux atomiques.
remarque : |
à partir de Z = 20, les noyaux stables possèdent un excès de neutrons pour compenser la répulsion entre les protons ; aucun noyau n'est stable au-delà de Z = 83 (bismuth) |
De l'échelle atomique à l'échelle humaine,
c'est l'interaction électrique qui prédomine et assure la cohésion
des objets (atomes, molécules, ions, macromolécules, cristaux,
solides, liquides, matière vivante...).
ex. : |
tension d'un fil, ressort... |
A l'échelle astronomique, c'est linteraction gravitationnelle
qui prédomine et assure la cohésion des corps célestes
(planètes, étoiles, galaxies...).
Tableau récapitulatif
:
interaction |
gravitationnelle |
électrique |
forte |
domaine d'action |
corps massiques |
corps chargés |
nucléons |
échelle |
astronomique |
humaine, atomique |
nucléaire |
portée |
infinie |
infinie |
noyau |
intensité |
très faible |
forte |
très forte |
et 
telles que : 
et 
ont même droite d'action, des sens contraires et même intensité
; elles sont toujours attractives. 
= 6,67.10 -11
3,6.10 -47
N
et 
telles que : 
et 
ont même droite d'action, des sens contraires et même
intensité ; elles peuvent être répulsives
(si q
et q'
sont de même signe) ou attractives (si q et q' sont de signes
contraires).
= 9,0.10 9
8,2.10 -8
N