From 92ac702ca818759cabee5b4c541a3c538c0232ad Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Orestis <orestis.malaspinas@pm.me> Date: Sun, 14 Mar 2021 14:52:51 +0100 Subject: [PATCH] startedwriting about potentiel --- 04_potentiel_electrique.md | 40 +++++++++++++++++++++++++++++--------- Makefile | 1 - 2 files changed, 31 insertions(+), 10 deletions(-) diff --git a/04_potentiel_electrique.md b/04_potentiel_electrique.md index a113fb7..8cc53a1 100644 --- a/04_potentiel_electrique.md +++ b/04_potentiel_electrique.md @@ -19,17 +19,18 @@ Comme pour l'énergie mécanique, on définit l'énergie potentielle d'un objet $A$ et $B$ (voir @fig:epot) comme $$ -\Delta_{EP}(A,B)=-W, +\Delta_{EP}(A,B)=-W_{A\rightarrow B}, $$ où $\Delta_{EP}(A,B)$ est la variation d'énergie potentielle -entre les points $A$ et $B$, et $W$ le travail du à la force -électrostatique. +entre les points $A$ et $B$, et $W(A\rightarrow B)$ le travail du à la force +électrostatique. Ici, le travail $W(A\rightarrow B)>0$ et donc la charge +va perdre de l'énergie potentielle. -{#fig:epot width=50%} +{#fig:epot width=50%} La variation d'énergie potentielle s'écrit donc $$ -\Delta_{EP}(A,B)=E_\mathrm{pot}(B)-E_\mathrm{pot}(A). +\Delta_{EP}(A\rightarrow B)=E_\mathrm{pot}(B)-E_\mathrm{pot}(A). $$ Quand une charge $q$ bouge d'un point $A$ à un point $B$ son énergie augmente (ou diminue) comme l'inverse du travail qu'il faut à la force électrostatique @@ -42,7 +43,7 @@ et qu'on suppose que $q$ est suffisamment petite pour ne pas modifier le champs électrique entre les plaques. La force électrostatique va déplacer la charge du point $A$ au point $B$ sur une distance $d=|A-B|$ et effectuer un travail $W$ $$ -W=F\cdot d=q\cdot E\cdot d. +W_{A\rightarrow B}=F\cdot d=q\cdot E\cdot d. $$ Le changement d'énergie potentielle est donc $$ @@ -121,9 +122,9 @@ Comme nous l'avons mentionné plus haut seule une **différence** d'énergie pot De même seule une **différence** de potentiel électrique peut se mesurer $$ -V(A,B)=V(B)-V(A)=\frac{E_\mathrm{pot}(B)-E_\mathrm{pot}(A)}{q}=-\frac{W}{q}, +V(B, A)=V(B)-V(A)=\Delta_{EP}(A\rightarrow B)=\frac{E_\mathrm{pot}(B)-E_\mathrm{pot}(A)}{q}=-\frac{W_{A\rightarrow B}}{q}, $$ -où $A$ et $B$ sont deux points et $W$ le travail pour emmener une charge $q$ du point $A$ au point $B$. +où $A$ et $B$ sont deux points et $W_{B\rightarrow A}$ le travail pour emmener une charge $q$ du point $B$ au point $A$. Tout comme le champs électrique ne dépend pas de la valeur de la *charge test*, ici le potentiel ne dépend pas de la charge test, $q$, non plus. Le potentiel électrique, $V$, ne dépend des charges qui créent le champs électrique associé. On dit que $q$ acquière l'énergie potentielle électrique en se trouvant dans le potentiel $V$ qui est créé par d'autres charges. @@ -149,6 +150,8 @@ Question (Charge négative) # Reprenons un exemple similaire à @fig:epot, mais remplaçons la charge par une charge négative (voir @fig:epot_neg). Aussi elle se trouve au point $B$ et est libre de se déplacer. Que va-t-il se produire? Son énergie potentielle va augmenter ou diminuer? Comment le potentiel électrique varie entre les deux points $A$ et $B$? +{#fig:epot_neg width=50%} + --- --- @@ -170,6 +173,25 @@ potentielle électrique &V(B)-V(A) > 0. \end{align} Si la charge $q$ était positive, la variation -d'énergie potentielle +d'énergie potentielle aurait été négative. --- + +Si on fait faire le chemin inverse à notre charge positive $q$, et qu'on la déplace de $B$ à $A$. On peut inverser la relation entre le potentiel électrique et la variation d'énergie potentielle entre les points $B$ et $A$ pour une charge $q$. On aura donc +$$ +\Delta_{EP}(B\rightarrow A)=E_\mathrm{pot}(A)-E_\mathrm{pot}(B)=q\cdot V(A, B). +$$ +Si la différence de potentiel est de $10\mathrm{V}$, +l'énergie potentielle d'une charge de $5\mathrm{C}$ sera augmentée de $50\mathrm{J}$. +Une charge de $10\mathrm{C}$, elle, verra son énergie potentielle électrique +augmenter de $100\mathrm{J}$ pour le même déplacement. + +C'est très similaire avec ce qui se passe pour le cas de l'énergie potentielle de gravitation. +Prenons deux personnes de $m_1=50\kg$ et $m_2=100\kg$ qui monte en haut d'un immeuble de $h=20\m$. +Le potentiel dû à la gravitation est le même pour les deux en haut de l'immeuble, $g\cdot h=186\mathrm{J}$. +En revanche l'énergie potentielle de gravitation des deux objets sera différente. +Elle sera de $m_1\cdot g\cdot h\cong 980\mathrm{J}$ pour le premier objet et de +$m_2\cdot g\cdot h\cong 1860\mathrm{J}$ pour le second. + + + diff --git a/Makefile b/Makefile index 7622173..2bf36f8 100644 --- a/Makefile +++ b/Makefile @@ -18,7 +18,6 @@ HTMLOPTIONS += -c css/tufte-css/tufte.css HTMLOPTIONS += --self-contained HTMLOPTIONS += --mathjax=MathJax.js -# SOURCES = 00_macros.md 01_analyse_dimensionnelle.md 02_lois_de_newton.md 03_charge_electrique_champs_electrique.md 04_remerciements.md 10_footer.md CLASS_SOURCES := $(sort $(filter-out README.md, $(wildcard *.md))) SOURCES := $(filter-out 00_macros.md, $(CLASS_SOURCES)) SOURCES := $(filter-out 10_footer.md, $(SOURCES)) -- GitLab