10. Potentiels et champs
10. POTENTIELS ET CHAMPS
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Mécanique 1, Chap. 13 et 14.
Exercice 10.1 Une masse m glissant sur une surface horizontale sans frottement à la
vitesse v 0 entre en collision avec un ressort de constante de rappel k et de longueur x 0 ,
comme sur la figure 10.1. En quel point x la masse s’arrête-t-elle pour la première fois ?
On négligera la masse du ressort.
Figure 10.1
x
m
Lisse
v0
k
x0
Exercice 10.2 Un certain ressort a une constante de rappel k. S’il est allongé à une
nouvelle longueur d’équilibre par une force constante F, montrer qu’il a la même
constante de rappel dans sa nouvelle position d’équilibre.
Exercice 10.3 Un astéroïde creux est en mouvement libre dans l’espace. Il y a, en son
intérieur, une petite particule de masse m. À quel point intérieur la particule est-elle en
équilibre ?
Exercice 10.4 La vitesse nécessaire pour qu’un corps échappe à l’attraction terrestre
est (environ) de 11 km s −1 . Si une sonde interplanétaire a une vitesse initiale de 13 km s −1
juste au-dessus de l’atmosphère terrestre, quelle vitesse v par rapport à la Terre aura-telle à une distance de 1,6 10 6 km de la Terre ?
Exercice 10.5 Si la Terre avait une charge électrique totale de 1 C, quel serait son
potentiel φ ?
Exercice 10.6 Une sphère de rayon 0,5 m est chargée uniformément et portée à un
potentiel de 10 6 V. Quelle est la charge Q sur la sphère ?
Exercice 10.7 Le champ électrique maximum que peut supporter de l’air sec à la
pression atmosphérique sans décharge est environ de 31 kV cm −1 . Calculer le potentiel
maximum φ auquel une sphère isolée de 20 cm de diamètre peut être portée (dans l’air)
sans problème de décharge.
Exercice 10.8 Un objet de masse égale à 6 kg est libre de se déplacer sur un rail sans
frottement le long de l’axe x. Dans chaque cas, il est initialement au repos en x = 0,
t = 0.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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10. POTENTIELS ET CHAMPS
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Mécanique 1, Chap. 13 et 14.
Exercice 10.1 Une masse m glissant sur une surface horizontale sans frottement à la
vitesse v 0 entre en collision avec un ressort de constante de rappel k et de longueur x 0 ,
comme sur la figure 10.1. En quel point x la masse s’arrête-t-elle pour la première fois ?
On négligera la masse du ressort.
Figure 10.1
x
m
Lisse
v0
k
x0
Exercice 10.2 Un certain ressort a une constante de rappel k. S’il est allongé à une
nouvelle longueur d’équilibre par une force constante F, montrer qu’il a la même
constante de rappel dans sa nouvelle position d’équilibre.
Exercice 10.3 Un astéroïde creux est en mouvement libre dans l’espace. Il y a, en son
intérieur, une petite particule de masse m. À quel point intérieur la particule est-elle en
équilibre ?
Exercice 10.4 La vitesse nécessaire pour qu’un corps échappe à l’attraction terrestre
est (environ) de 11 km s −1 . Si une sonde interplanétaire a une vitesse initiale de 13 km s −1
juste au-dessus de l’atmosphère terrestre, quelle vitesse v par rapport à la Terre aura-telle à une distance de 1,6 10 6 km de la Terre ?
Exercice 10.5 Si la Terre avait une charge électrique totale de 1 C, quel serait son
potentiel φ ?
Exercice 10.6 Une sphère de rayon 0,5 m est chargée uniformément et portée à un
potentiel de 10 6 V. Quelle est la charge Q sur la sphère ?
Exercice 10.7 Le champ électrique maximum que peut supporter de l’air sec à la
pression atmosphérique sans décharge est environ de 31 kV cm −1 . Calculer le potentiel
maximum φ auquel une sphère isolée de 20 cm de diamètre peut être portée (dans l’air)
sans problème de décharge.
Exercice 10.8 Un objet de masse égale à 6 kg est libre de se déplacer sur un rail sans
frottement le long de l’axe x. Dans chaque cas, il est initialement au repos en x = 0,
t = 0.
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