Exercices pour le cours de physique de Feynman
37. ÉLECTROMAGNÉTISME
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Électromagnétisme 1, Chap. 1.
Exercice 37.1
(a) Que serait la masse M d’un proton si la force gravitationnelle entre deux protons
au repos était égale à la force électrique ? Faire la comparaison avec la masse du
proton m p ?
(b) Quelle serait la force électrique F entre deux pièces de dix centimes d’euro placées aux extrémités opposées d’un bureau d’amphithéâtre de 10 mètres de long si
leurs charges nucléaire et électronique différaient en valeur absolue d’environ 1 % ?
Pouvez-vous imaginer un objet dont le poids serait égal à cette force ? (On supposera qu’une pièce de dix centimes d’euro est faite de 4,1 × 10 −3 kg de cuivre pur.)
Exercice 37.2
(a) Faites une estimation grossière du travail W U qui doit être fourni contre les forces
électriques pour assembler un noyau d’uranium à partir de deux moitiés égales.
(b) Qu’en est-il du travail W He nécessaire pour assembler deux deutérons afin d’en
faire un noyau d’hélium ?
Exprimer vos résultats à la fois en joules par atome et en kilowatts heure par kilogramme.
Exercice 37.3 Dans le cuivre, il y a un électron de conduction par atome de cuivre.
Lorsqu’un courant de 10 ampères parcourt un fil de cuivre de 0,13 cm de diamètre, et
de 50 g par cm, quelle est la vitesse moyenne v des électrons de conduction ? Que
vaut v 2 /c 2 ? (Se rappeler : le rapport des effets magnétiques aux effets électriques est à
peu près de cet ordre.)
Exercice 37.4 Dans une certaine région de l’espace, il règne un champ électrique E
de 10 000 volts par centimètre dans la direction +x. Dans la même région, il y a un
champ magnétique B dans la direction +y. Un faisceau de muons de vitesse v = c/3
traverse cette région en ligne droite dans la direction +z, comme sur la figure 37.1. Le
muon a une masse 207 fois supérieure à celle de l’électron et une charge égale en valeur
absolue.
Figure 37.1
E
B
v
168
37. ÉLECTROMAGNÉTISME
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Électromagnétisme 1, Chap. 1.
Exercice 37.1
(a) Que serait la masse M d’un proton si la force gravitationnelle entre deux protons
au repos était égale à la force électrique ? Faire la comparaison avec la masse du
proton m p ?
(b) Quelle serait la force électrique F entre deux pièces de dix centimes d’euro placées aux extrémités opposées d’un bureau d’amphithéâtre de 10 mètres de long si
leurs charges nucléaire et électronique différaient en valeur absolue d’environ 1 % ?
Pouvez-vous imaginer un objet dont le poids serait égal à cette force ? (On supposera qu’une pièce de dix centimes d’euro est faite de 4,1 × 10 −3 kg de cuivre pur.)
Exercice 37.2
(a) Faites une estimation grossière du travail W U qui doit être fourni contre les forces
électriques pour assembler un noyau d’uranium à partir de deux moitiés égales.
(b) Qu’en est-il du travail W He nécessaire pour assembler deux deutérons afin d’en
faire un noyau d’hélium ?
Exprimer vos résultats à la fois en joules par atome et en kilowatts heure par kilogramme.
Exercice 37.3 Dans le cuivre, il y a un électron de conduction par atome de cuivre.
Lorsqu’un courant de 10 ampères parcourt un fil de cuivre de 0,13 cm de diamètre, et
de 50 g par cm, quelle est la vitesse moyenne v des électrons de conduction ? Que
vaut v 2 /c 2 ? (Se rappeler : le rapport des effets magnétiques aux effets électriques est à
peu près de cet ordre.)
Exercice 37.4 Dans une certaine région de l’espace, il règne un champ électrique E
de 10 000 volts par centimètre dans la direction +x. Dans la même région, il y a un
champ magnétique B dans la direction +y. Un faisceau de muons de vitesse v = c/3
traverse cette région en ligne droite dans la direction +z, comme sur la figure 37.1. Le
muon a une masse 207 fois supérieure à celle de l’électron et une charge égale en valeur
absolue.
Figure 37.1
E
B
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