Les ondes

« Partie II : MOUVEMENT ET INTERACTIONS Chapitre : Champs et interactions fondamentales 1.

Les interactions fondamentales 2. 3. 4. 1. Notions de champs Force de gravitation Force électrostatique Les interactions fondamentales Les quatre interactions fondamentales connues ont pour but d'expliquer l'origine de toutes les forces qui gouvernent notre Univers. Ces quatre interactions s’expriment à chaque instant sur la matière avec une intensité qui dépend de l’échelle considérée. A l’échelle des galaxies, des étoiles ou des planètes (jusqu’à 500 km de diamètre environ), c’est l’interaction gravitationnelle qui explique la forme et le mouvement des astres. A l’échelle de l’homme, des bactéries et des atomes (10 -10 m), c’est l’interaction électromagnétique qui domine les trois autres et qui permet notamment aux objets solides d’avoir des formes diverses et variées. Remarque : pour une masse isolée de 200 à 800 km de diamètre (astéroïde), les deux interactions sont en compétition et la forme de l’astéroïde dépendra principalement de la rigidité de son manteau. atome A l’échelle du noyau des atomes (10 -15 m), c’est l’interaction nucléaire forte qui maintient collés entre eux les nucléons d’un même noyau malgré la répulsion entre les protons. noyau A l’échelle la plus petite (10 -17 m), c’est l’interaction nucléaire faible qui reste la seule à s’exprimer et qui permet à certaines particules supposées élémentaires (quarks, électrons, neutrinos,…) de changer de nature.

Son effet le plus connu est la radioactivité  (béta). nucléon 2. Notions de champs En physique, un champ est la donnée, pour chaque point de l'espace-temps, de la valeur d'une grandeur physique. Exercice 1 : Vitesse du vent Températures 20 km/h 30 25 20 °C 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. A l'aide de quel outil mathématique représente-t-on la vitesse du vent sur la figure 1 ? Rappeler les trois caractéristiques de cet outil. Quelle est approximativement la vitesse du vent à Paris ? Même question en Corse. Quel est globalement le sens du vent au dessus de l'Alsace ? A quoi doit-on associer les couleurs en chaque point sur la figure 2 ? Pourquoi n'utilise-t-on pas le même outil mathématique de la figure 1 sur la figure 2 ? La pression atmosphérique est-elle un champ scalaire ou un champ vectoriel ? A retenir : 1 / 4 - PREMIERE SPECIALILITÉ Kahlaoui Ezzeddine © 2008 Milloslav Druckmuller Partie II - Chapitre 4 Un champ est une grandeur physique présente en chaque point de l'espace considéré. • Si cette grandeur se limite à une valeur, on parle de champs scalaire. • Si cette grandeur possède les caractéristiques d'un vecteur, on parle de champ vectoriel. Lors d’une éclipse de Soleil par la Lune, on peut voir l’effet du champ (vectoriel) magnétique créé par le Soleil autour de lui sur les particules de matière qu’il émet dans le vide interstellaire (vent solaire). Ligne de champ → 3. G Force de gravitation Tout objet, du fait de sa masse m, engendre autour de lui un champ de gravité noté G. Un autre objet de masse m' placé à une distance d de m subira alors une force toujours attractive, impossible à écranter, dirigée vers m et d'intensité : F =G mm' u d2 → ou encore u m F m' → F = G  m' Exercice 2 : 1. 2. 3. 4. 5. 6. Nommer la grandeur G. → → Déterminer l'expression vectorielle du champ de pesanteur G en fonction de F et de m'. Donner l’expression du vecteur champ de gravité en fonction de m, G, d et du vecteur unitaire. Calculer la valeur du champ de pesanteur créé à 10 m par une personne de masse 62 kg (G = 6,6710-11 S.I.). Calculer la valeur du champ de pesanteur créé par la Terre à sa surface. Donner l’expression vectorielle de la force exercée par la masse m’ sur la masse m. Données : • • MTerre = 61024 kg RTerre = 6380 km A retenir : • Le champ de pesanteur g de la Terre s'identifie a son champ de gravité G (g =G) si l'on néglige l'effet de la rotation de la Terre autour de l'axe de ses pôles. • A la surface de la Terre g = 9,8 N/kg • A l'échelle de la Terre, le champ g n'est pas uniforme. • A l'échelle de l'homme, le champ g de la Terre peut largement être considéré comme uniforme. • G est appelé constante de gravitation universelle. Ligne de champ → g → g → g → g Exercice 3.... »