Applications Didactiques de Physique

Electrostatique - mouvement d'une charge dans un champ électrique

Prérequis

Présentation

Deux animations pour observer la trajectoire d'une charge ponctuelle dans un champ électrique. On peut changer la charge, la masse, la vitesse initiale, le champ électrique (dans la première, laissez pour l'instant le champ magnétique à 0).

Première animation

Tout d'abord, un conseil : mettez le curseur "cadence de l'animation" sur "lente".

Donnez une vitesse initiale positive selon l'axe Z à la charge, puis cliquez sur le bouton "reset". Observez la trajectoire.
Ajoutez un champ électrique vers les Z positifs. Que va-t-il se passer ? Réfléchissez. Pour le vérifier, cliquez sur le bouton "reset" et observez.
Changez ensuite le sens du champ (vers les Z négatifs). Que va-t-il se passer ? Réfléchissez. Pour le vérifier, cliquez sur le bouton "reset" et observez.
Changez ensuite le signe de la charge. Que va-t-il se passer ? Réfléchissez. Pour le vérifier, cliquez sur le bouton "reset" et observez.
Remettez une charge positive. Augmentez la masse à sa valeur maximum. Que va-t-il se passer ? Réfléchissez. Pour le vérifier, cliquez sur le bouton "reset" et observez.
Diminuez ensuite la masse à sa valeur minimum. Que va-t-il se passer ? Réfléchissez. Pour le vérifier, cliquez sur le bouton "reset" et observez.
Changez maintenant la vitesse initiale: mettez une vitesse initiale dirigée selon l'axe X. Que va-t-il se passer ? Réfléchissez. Pour le vérifier, cliquez sur le bouton "reset" et observez.
Changez (un paramètre à la fois) la valeur de la masse, la valeur de la charge, la grandeur puis le sens de v₀, la grandeur de £E. A chaque fois, essayez de prévoir ce qui va se passer puis pour le vérifier, cliquez sur le bouton "reset" et observez.

Démarrer l'animation

auteur : Geneviève Tulloue, université de Nantes

mvt dans E

Seconde animation

Ici, pour changer la vitesse et le champ électrique, on bouge l'extrémité des vecteurs.
Changez la norme de ces vecteurs, et changez aussi leur orientation (par exemple, £E vertical vers le haut, vertical vers le bas, puis horizontal vers la droite et horizontal vers la gauche).
Changez aussi la charge (positive ou négative) et la masse. A chaque fois, prévoyez ce qui va se passer, puis vérifiez votre prédiction à l'aide de l'animation.