Réponse 1
a
On donne :
;
;
;
;
;
Système : le proton
Référentiel terrestre galiléen
Forces :
et
;
Entre les 2 plaques, le champ est uniforme :
.
On a donc
soit
le poids est négligeable pour une particule soumise à un champ électrique
b
Principe fondamentale de la dynamique :
Repère voir figure, avec les conditions initiales suivantes :
:
(Mouvement rectiligne uniformément accéléré).
c
.
Ce résultat peut être obtenu en utilisant le théorème de l'énergie cinétique. On a alors :
Réponse 2
a
Bilan des forces : Force de Lorentz :
et le poids reste négligeable.
Principe fondamental de la dynamique :
On alors
et
Avec
On en déduit que :
constante le mouvement est plan, dans le plan contenant
.
Théorème de l'énergie cinétique :
constante. Le mouvement est donc uniforme :
Dans la base de Frenet :
: vecteur unitaire normal à la trajectoire centripète et
vecteur unitaire tangent à la trajectoire.
Avec
alors
on retrouve que le mouvement est uniforme
Et comme le mouvement est dans le plan perpendiculaire au champ magnétique alors le vecteur vitesse est perpendiculaire au champ :
Donc :
constante . Le mouvement est circulaire uniforme.
.
b
. (environ 5 000 eV)
c
Vitesse angulaire
Durée du trajet DC :
.
Réponse 3
a
Particule
: De même on aura :
et le mouvement sera circulaire uniforme avec un rayon
b
=362 mm et
La particule possède 2 nucléons et 1 charge positive correspondant à celle d'un proton. Elle est formée d'1 neutron et d'1 proton et c'est donc un isotope de
: le deutérium
c
Au-delà de
pour le proton et
pour l'isotope, l'action du champ
cesse. Les 2 particules ne sont soumises à aucune force. Leur mouvement sera donc rectiligne uniforme de vitesse
, leur trajectoire étant des droites tangentes aux trajectoires circulaires en
.
Remarque :
Théoriquement
subissent leur poids mais les effets de cette force sont négligeables devant l'inertie de ces particules.
