Force Magnétique sur une Particule Chargée
Contexte : La Force de LorentzForce exercée sur une particule chargée se déplaçant dans un champ électromagnétique. Elle combine une composante électrique et une composante magnétique..
Cet exercice se concentre sur la composante magnétique de la force de Lorentz, qui est fondamentale pour comprendre le comportement des particules chargées dans les champs magnétiques. Nous étudierons le cas d'un proton entrant dans une région de l'espace où règne un champ magnétique uniforme, un scénario de base que l'on retrouve dans de nombreuses applications technologiques comme les spectromètres de masse ou les accélérateurs de particules.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à appliquer la formule de la force magnétique et la règle de la main droite pour déterminer les caractéristiques du mouvement d'une particule (force, nature de la trajectoire, rayon, période).
Objectifs Pédagogiques
- Calculer la magnitude de la force magnétique.
- Déterminer la direction et le sens de la force en utilisant la règle de la main droite.
- Démontrer que la trajectoire d'une particule chargée entrant perpendiculairement à un champ B uniforme est circulaire.
- Calculer le rayon et la période de la trajectoire circulaire.
Données de l'étude
Fiche Technique
| Caractéristique | Description |
|---|---|
| Particule | Proton |
| Milieu | Vide, avec un champ magnétique uniforme \( \vec{B} \) |
| Condition initiale | La vitesse \( \vec{v} \) est orthogonale au champ \( \vec{B} \) |
Schéma de la situation initiale
| Nom du Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Charge du proton | \( q \) | \( 1,602 \times 10^{-19} \) | \(\text{C}\) |
| Masse du proton | \( m \) | \( 1,672 \times 10^{-27} \) | \(\text{kg}\) |
| Vitesse du proton | \( v \) | \( 2,0 \times 10^{6} \) | \(\text{m/s}\) |
| Champ magnétique | \( B \) | \( 0,50 \) | \(\text{T}\) |
Questions à traiter
- Calculer la magnitude (norme) de la force magnétique \( F_m \) qui s'exerce sur le proton.
- Déterminer la direction et le sens de cette force à l'instant où le proton entre dans le champ.
- Justifier que le mouvement du proton dans le champ est un mouvement circulaire uniforme.
- Calculer le rayon \(R\) de la trajectoire circulaire du proton.
- Calculer la période \(T\) de rotation du proton sur sa trajectoire.
Les bases sur la Force Magnétique
Pour aborder cet exercice, il est essentiel de maîtriser la notion de force magnétique, qui est une composante de la force de Lorentz.
1. Expression de la Force Magnétique
Une particule de charge \(q\) se déplaçant à une vitesse \(\vec{v}\) dans un champ magnétique \(\vec{B}\) subit une force magnétique \(\vec{F_m}\) donnée par la relation vectorielle suivante :
\[ \vec{F_m} = q (\vec{v} \times \vec{B}) \]
Où \(\times\) représente le produit vectoriel. La norme de cette force est \( F_m = |q| \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) \), avec \(\theta\) étant l'angle entre les vecteurs \(\vec{v}\) et \(\vec{B}\).
2. Mouvement dans un champ magnétique uniforme
La force magnétique est toujours perpendiculaire au vecteur vitesse \(\vec{v}\). Par conséquent, elle ne travaille pas (\(W = \int \vec{F_m} \cdot d\vec{l} = 0\)). Selon le théorème de l'énergie cinétique, l'énergie cinétique de la particule reste constante, et donc sa vitesse (norme) est constante. Si \(\vec{v}\) est initialement perpendiculaire à \(\vec{B}\), la force \(\vec{F_m}\) agit comme une force centripète, provoquant un mouvement circulaire uniforme.
Correction : Force Magnétique sur une Particule Chargée
Question 1 : Calculer la magnitude de la force magnétique
Principe (le concept physique)
La magnitude de la force magnétique qui s'exerce sur une particule chargée en mouvement dépend de quatre facteurs : la valeur de la charge, la vitesse de la particule, l'intensité du champ magnétique, et l'angle d'incidence de la particule par rapport au champ.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La force magnétique est une manifestation de l'interaction électromagnétique. Elle n'agit que sur les charges en mouvement. Contrairement à la force électrique, elle ne modifie pas l'énergie cinétique de la particule car elle est toujours perpendiculaire à sa vitesse. Sa norme est maximale lorsque la vitesse est perpendiculaire au champ magnétique.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Pour ce type de question, la première étape est toujours d'identifier les quatre grandeurs clés : \(q\), \(v\), \(B\) et \(\theta\). Vérifiez bien les unités et l'angle. L'énoncé "perpendiculaire" est un indice crucial qui simplifie grandement la formule en rendant le sinus égal à 1.
Normes (la référence réglementaire)
Les calculs en électromagnétisme classique, comme celui-ci, suivent les lois fondamentales établies par Maxwell et Lorentz. Toutes les unités doivent être exprimées dans le Système International (SI) pour garantir la cohérence des formules : Coulombs (C), mètres par seconde (m/s), et Teslas (T).
Formule(s) (l'outil mathématique)
La norme de la force magnétique est donnée par la loi de la force de Lorentz :
Hypothèses (le cadre du calcul)
Nous nous plaçons dans le cadre défini par l'énoncé, qui nous donne une information clé.
- L'énoncé précise que le vecteur vitesse est perpendiculaire au vecteur champ magnétique. Par conséquent, l'angle \(\theta\) entre \(\vec{v}\) et \(\vec{B}\) est de 90° (\(\pi/2\) radians).
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Nous utilisons les valeurs fournies pour le proton dans l'énoncé.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Charge du proton | \(q\) | \(+1,602 \times 10^{-19}\) | \(\text{C}\) |
| Vitesse | \(v\) | \(2,0 \times 10^6\) | \(\text{m/s}\) |
| Champ magnétique | \(B\) | \(0,50\) | \(\text{T}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Quand vous lisez "perpendiculaire" dans un problème de force magnétique, pensez immédiatement à \(\sin(\theta) = 1\). La formule se simplifie directement en \(F_m = |q|vB\), ce qui accélère le calcul et réduit les risques d'erreur.
Schéma (Avant les calculs)
Visualisons les vecteurs \(\vec{v}\) et \(\vec{B}\) pour confirmer leur orthogonalité. \(\vec{v}\) est sur l'axe x, et \(\vec{B}\) est sur l'axe z (entrant).
Vecteurs Vitesse et Champ Magnétique
Calcul(s) (l'application numérique)
Puisque \(\theta = 90^\circ\), nous avons \(\sin(90^\circ) = 1\). On applique la formule avec les valeurs numériques.
Calcul de la force
Schéma (Après les calculs)
Le calcul nous donne la norme de la force. Sa direction est perpendiculaire à la fois à \(\vec{v}\) et \(\vec{B}\), comme déterminé par la règle de la main droite.
Vecteur Force Résultant
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Une force de \(1,6 \times 10^{-13} \text{ N}\) peut paraître extrêmement faible. Cependant, rapportée à la masse minuscule du proton (\(\approx 1,67 \times 10^{-27} \text{ kg}\)), elle engendre une accélération colossale (\(a = F/m \approx 10^{14} \text{ m/s}^2\)), capable de courber sa trajectoire de manière très significative.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
La principale source d'erreur est d'oublier le terme \(\sin(\theta)\) lorsque la vitesse n'est pas perpendiculaire au champ. Une autre erreur commune est de mal appliquer la règle de la main droite, surtout avec des charges négatives où le sens de la force doit être inversé.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Pour calculer la norme de la force magnétique, retenez cette check-list :
- Identifier la charge \(|q|\), la vitesse \(v\), le champ \(B\).
- Déterminer l'angle \(\theta\) entre \(\vec{v}\) et \(\vec{B}\).
- Appliquer \(F_m = |q|vB\sin(\theta)\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le Tesla (T) est une unité très grande. Le champ magnétique terrestre est d'environ 50 microteslas (\(50 \times 10^{-6}\) T). Les aimants supraconducteurs des appareils d'IRM médicaux ou des accélérateurs de particules comme le LHC peuvent générer des champs de plusieurs Teslas (1.5 T à 8 T).
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Recalculez la force magnétique si le proton était remplacé par une particule alpha (charge \(+2q\), même vitesse) ?
Question 2 : Déterminer la direction et le sens de la force
Principe
La direction de la force magnétique est donnée par la direction du produit vectoriel \(\vec{v} \times \vec{B}\). On utilise une règle mnémotechnique comme la règle de la main droite pour la trouver facilement.
Mini-Cours
Règle de la main droite :
- Pouce : dans le sens de la vitesse \(\vec{v}\).
- Index : dans le sens du champ magnétique \(\vec{B}\).
- Majeur (ou la paume de la main) : indique la direction de la force \(\vec{F_m}\) pour une charge positive.
Donnée(s)
Les vecteurs pertinents sont la vitesse et le champ magnétique.
| Paramètre | Symbole | Direction Initiale |
|---|---|---|
| Vitesse | \(\vec{v}\) | Selon l'axe des x positifs |
| Champ magnétique | \(\vec{B}\) | Entrant, selon l'axe des z négatifs |
| Charge | \(q\) | Positive (proton) |
Schéma
Le schéma montre l'application de la règle de la main droite. La vitesse \(\vec{v}\) (pouce vers la droite) et le champ \(\vec{B}\) (index pointant vers l'écran) résultent en une force \(\vec{F}\) (majeur vers le bas).
Application de la Règle de la Main Droite
Réflexions
D'après le schéma et la règle de la main droite: \(\vec{v}\) est selon \(+\vec{u}_x\), \(\vec{B}\) est selon \(-\vec{u}_z\) (champ entrant). Le produit vectoriel \(\vec{v} \times \vec{B}\) est dirigé selon \(-\vec{u}_y\). Comme la charge du proton est positive, la force \(\vec{F_m}\) est dans la même direction que \(\vec{v} \times \vec{B}\).
Points de vigilance
Attention au signe de la charge ! Si la particule était un électron (charge négative), la force serait dirigée dans le sens opposé (vers le haut), même avec les mêmes directions de \(\vec{v}\) et \(\vec{B}\).
Point à retenir
Le trio de vecteurs \((\vec{v}, \vec{B}, \vec{F_m})\) forme un trièdre direct pour une charge positive. Mémorisez une seule règle (celle de la main droite par exemple) et appliquez-la rigoureusement, sans oublier d'inverser le résultat pour une charge négative.
Résultat Final
Question 3 : Justifier le mouvement circulaire uniforme
Principe
Un mouvement est circulaire uniforme si la force résultante est de norme constante, toujours perpendiculaire à la vitesse. Cette force est alors appelée force centripète.
Mini-Cours
Le travail d'une force est ce qui modifie l'énergie cinétique d'un système. Le travail de la force magnétique est nul car \(\vec{F_m}\) est toujours perpendiculaire au déplacement. Ainsi, \(\Delta E_c = 0\), ce qui implique que la norme de la vitesse \(v\) est constante. Une force qui change la direction de la vitesse sans changer sa norme est une force centripète, caractéristique du mouvement circulaire uniforme.
Donnée(s)
La justification repose sur les propriétés fondamentales de la force magnétique et les conditions initiales.
| Paramètre | Propriété |
|---|---|
| Force Magnétique \(\vec{F_m}\) | Toujours perpendiculaire à la vitesse \(\vec{v}\) |
| Vitesse \(v\) et Champ \(B\) | Normes constantes |
| Angle \(\theta\) | Constant et égal à 90° |
Démonstration
1. Vitesse constante : La force magnétique \(\vec{F_m} = q(\vec{v} \times \vec{B})\) est, par définition du produit vectoriel, toujours perpendiculaire à \(\vec{v}\). La puissance de cette force est donc nulle : \(P = \vec{F_m} \cdot \vec{v} = 0\). D'après le théorème de l'énergie cinétique (\(\Delta E_c = W\)), l'énergie cinétique \(E_c = \frac{1}{2}mv^2\) est constante. Comme la masse \(m\) est constante, la norme de la vitesse \(v\) est constante. Le mouvement est donc uniforme.
2. Trajectoire circulaire : Puisque \(v\) et \(B\) sont constants et que \(\vec{v}\) reste perpendiculaire à \(\vec{B}\), la norme de la force \(F_m = qvB\) est également constante. Le proton est soumis à une force \(\vec{F_m}\) de norme constante et constamment perpendiculaire à sa vitesse. Cette force joue le rôle d'une force centripète qui courbe la trajectoire. Dans le plan perpendiculaire à \(\vec{B}\), cette trajectoire est un cercle.
Schéma
La conclusion est que la particule suit une trajectoire circulaire, où la force magnétique agit continuellement comme une force centripète.
Trajectoire Circulaire Résultante
Réflexions
Le fait que la force magnétique ne travaille pas est une propriété fondamentale. Elle ne peut pas accélérer ou ralentir une particule, seulement changer la direction de sa vitesse. C'est pourquoi elle est utilisée pour guider et dévier des faisceaux de particules, mais jamais pour leur donner de l'énergie (ce qui est le rôle du champ électrique).
Points de vigilance
Cette conclusion de mouvement circulaire n'est valide que si la vitesse initiale est parfaitement perpendiculaire au champ \(\vec{B}\). Si la vitesse a une composante parallèle au champ, cette composante ne sera pas affectée par la force et le mouvement résultant sera une hélice, pas un cercle.
Point à retenir
La justification du mouvement circulaire uniforme repose sur deux points : 1. La force magnétique ne travaille pas, donc la norme de la vitesse est constante (mouvement uniforme). 2. La force est toujours perpendiculaire à la vitesse et de norme constante, elle agit donc comme une force centripète (mouvement circulaire).
Résultat Final
Question 4 : Calculer le rayon de la trajectoire
Principe (le concept physique)
Pour qu'un objet suive une trajectoire circulaire, il doit être soumis à une force centripète dirigée vers le centre du cercle. Dans notre cas, la force magnétique joue précisément ce rôle. Le rayon de la trajectoire est déterminé par l'équilibre entre cette force et l'inertie de la particule (sa tendance à aller tout droit).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
En mécanique, toute force nette qui est constamment perpendiculaire à la vitesse d'un objet cause une accélération centripète (\(a_c = v^2/R\)). Selon la deuxième loi de Newton (\(\vec{F}=m\vec{a}\)), la force centripète est \(F_c = m \cdot a_c = mv^2/R\). En identifiant la force magnétique comme étant la force centripète, on peut relier les propriétés de la particule et du champ au rayon de sa trajectoire.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
L'étape clé ici est de poser l'égalité : Force Magnétique = Force Centripète. C'est un raisonnement fondamental en physique. Une fois cette égalité écrite (\(qvB = mv^2/R\)), il ne reste plus qu'à isoler la variable que l'on cherche, ici le rayon \(R\). C'est une méthode que vous retrouverez souvent, par exemple avec la force gravitationnelle pour les orbites planétaires.
Normes (la référence réglementaire)
Ce calcul est une application directe de la deuxième loi de Newton et de la loi de la force de Lorentz. L'utilisation cohérente du Système International (SI) est impérative pour que le rayon soit obtenu en mètres (m).
Formule(s) (l'outil mathématique)
On pose l'égalité entre la force magnétique (la cause) et la force centripète (l'effet).
Égalité des forces
En isolant \(R\), on obtient la formule du rayon de la trajectoire :
Expression du rayon R
Hypothèses (le cadre du calcul)
Nous nous basons sur les conclusions des questions précédentes.
- Le mouvement est circulaire uniforme.
- La force magnétique est la seule force agissant sur le proton (on néglige la gravité).
- La vitesse \(v\) est la norme constante de la vitesse du proton.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Nous avons besoin de toutes les données initiales de la particule et du champ.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Masse du proton | \(m\) | \(1,672 \times 10^{-27}\) | \(\text{kg}\) |
| Vitesse | \(v\) | \(2,0 \times 10^6\) | \(\text{m/s}\) |
| Charge du proton | \(q\) | \(1,602 \times 10^{-19}\) | \(\text{C}\) |
| Champ magnétique | \(B\) | \(0,50\) | \(\text{T}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Lors de la simplification de \(qvB = mv^2/R\), vous pouvez diviser par \(v\) de chaque côté pour obtenir \(qB = mv/R\) plus rapidement. Cela montre aussi que plus la quantité de mouvement (\(p=mv\)) est grande, plus le rayon est grand pour un champ donné.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma illustre la trajectoire circulaire, avec le rayon \(R\) et les vecteurs force et vitesse en un point donné.
Trajectoire Circulaire et Rayon R
Calcul(s) (l'application numérique)
On remplace les variables par leurs valeurs numériques dans la formule du rayon.
Calcul numérique du rayon
Schéma (Après les calculs)
Le calcul nous donne une valeur numérique pour le rayon, mais le schéma conceptuel reste le même, montrant une trajectoire circulaire.
Trajectoire avec Rayon R
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Un rayon de 4,2 cm est une trajectoire macroscopique, facilement observable dans des conditions de laboratoire. Cela montre à quel point un champ magnétique, même d'intensité modeste (0,5 T), peut contraindre le mouvement de particules subatomiques rapides. Si le champ était plus faible, ou la particule plus rapide, le rayon serait plus grand.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Assurez-vous que toutes les unités sont dans le SI avant le calcul : la masse en kg (et non en g ou en uma), la vitesse en m/s, la charge en C, et le champ en T. Une erreur fréquente est d'oublier de convertir des données ou d'utiliser une mauvaise puissance de dix.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Le point fondamental est l'égalité entre la force magnétique et la force centripète. La formule qui en découle, \(R = mv/qB\), est essentielle et montre comment le rayon dépend de chaque paramètre : il est proportionnel à la quantité de mouvement \(mv\) et inversement proportionnel à la charge \(q\) et au champ \(B\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Ce principe est au cœur du spectromètre de masse, un instrument qui sépare les ions en fonction de leur rapport masse/charge. En mesurant le rayon de leur trajectoire dans un champ magnétique connu, on peut identifier avec précision les différents isotopes d'un élément ou les molécules présentes dans un échantillon.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Quel serait le rayon si on doublait l'intensité du champ magnétique à 1,0 T ?
Question 5 : Calculer la période de rotation
Principe (le concept physique)
La période, notée \(T\), est le temps nécessaire à la particule pour effectuer un tour complet de sa trajectoire circulaire. Elle est directement liée à la distance à parcourir (la circonférence) et à la vitesse constante de la particule.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
En mouvement circulaire uniforme, la vitesse angulaire \(\omega\) (en rad/s) est constante et liée à la vitesse linéaire \(v\) et au rayon \(R\) par \(v = \omega R\). La période \(T\) est le temps d'une révolution complète (soit \(2\pi\) radians), donc \(T = 2\pi / \omega\). En combinant ces relations, on retrouve \(T = 2\pi R / v\). Cette période est l'inverse de la fréquence de rotation \(f = 1/T\), appelée fréquence cyclotron.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
La méthode la plus simple est de partir de la définition de base : temps = distance / vitesse. La distance d'un cercle est sa circonférence \(2\pi R\). Comme vous avez déjà calculé \(R\) et que \(v\) est connue, le calcul est direct. Mais le plus élégant est de substituer la formule de \(R\) pour trouver une expression générale de \(T\), ce qui révèle une propriété physique très intéressante.
Normes (la référence réglementaire)
Ce calcul est une application de la cinématique du mouvement circulaire. L'utilisation d'unités SI (mètres, m/s) garantit que le résultat pour la période sera en secondes (s).
Formule(s) (l'outil mathématique)
La formule de base pour la période d'un mouvement circulaire uniforme est :
Définition de la période
En remplaçant \(R\) par son expression \(R=mv/qB\), on obtient une formule plus générale :
Expression simplifiée de la période
Hypothèses (le cadre du calcul)
Nous continuons de supposer que le mouvement est parfaitement circulaire et uniforme, ce qui est justifié par l'action de la force magnétique seule.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Pour la formule simplifiée, nous n'avons besoin que des caractéristiques intrinsèques de la particule et du champ.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Masse du proton | \(m\) | \(1,672 \times 10^{-27}\) | \(\text{kg}\) |
| Charge du proton | \(q\) | \(1,602 \times 10^{-19}\) | \(\text{C}\) |
| Champ magnétique | \(B\) | \(0,50\) | \(\text{T}\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Utilisez directement la formule \(T = 2\pi m / qB\). Vous remarquerez que la période ne dépend ni de la vitesse ni du rayon. C'est une propriété fondamentale très puissante ! Une particule plus rapide aura un cercle plus grand, mais mettra exactement le même temps pour faire un tour qu'une particule plus lente sur son cercle plus petit.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma représente le temps \(T\) nécessaire pour que le proton revienne à son point de départ après avoir parcouru la circonférence \(C = 2\pi R\).
Définition de la Période T
Calcul(s) (l'application numérique)
Nous utilisons la formule simplifiée pour plus de précision et de rapidité.
Calcul numérique de la période
Schéma (Après les calculs)
Ce calcul ne change pas le schéma de la trajectoire, mais il quantifie le temps nécessaire pour la parcourir.
Parcours d'une Période T
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Une période de 131 nanosecondes est extrêmement courte. Cela signifie que le proton effectue plus de 7,6 millions de révolutions par seconde (\(f = 1/T\)). Cette haute fréquence est typique des mouvements de particules dans les champs magnétiques et est exploitée dans les technologies comme les cyclotrons.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
N'oubliez pas le facteur \(2\pi\) dans la formule de la circonférence ou de la période. Une autre erreur serait d'utiliser la fréquence \(f\) au lieu de la période \(T\), ou l'inverse. Rappelez-vous toujours que \(T=1/f\).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
La conclusion la plus importante est que la période de rotation, \(T = 2\pi m / qB\), est indépendante de la vitesse de la particule et du rayon de sa trajectoire. C'est une propriété contre-intuitive mais fondamentale qui ne dépend que des caractéristiques de la particule (\(m/q\)) et du champ (\(B\)).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Cette indépendance de la période par rapport à la vitesse est le principe de base du cyclotron, inventé par Ernest Lawrence. Dans un cyclotron, les particules sont accélérées par un champ électrique à chaque demi-tour. Même si leur vitesse et le rayon de leur orbite augmentent, la période reste constante, ce qui permet de synchroniser parfaitement les accélérations avec une tension alternative de fréquence constante.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Quelle serait la période de rotation d'un deuton (masse \(\approx 2m\), charge \(+q\)) dans le même champ ?
Outil Interactif : Simulateur de Trajectoire
Utilisez cet outil pour voir comment la vitesse du proton et l'intensité du champ magnétique influencent le rayon de sa trajectoire et la force qu'il subit.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Que devient l'énergie cinétique d'une particule chargée dans un champ magnétique uniforme ?
2. Si la vitesse de la particule est parallèle au champ magnétique, la force magnétique est...
3. Si on double la vitesse de la particule, le rayon de sa trajectoire circulaire...
4. Qu'arrive-t-il à la direction de la force magnétique si on remplace le proton par un électron (même vitesse, même champ) ?
5. La période de rotation d'une particule dans un cyclotron dépend de :
Glossaire
- Force de Lorentz
- Force fondamentale qui décrit l'interaction des champs électromagnétiques avec la matière chargée. Elle est la somme de la force électrique \(q\vec{E}\) et de la force magnétique \(q(\vec{v} \times \vec{B})\).
- Champ Magnétique (\(\vec{B}\))
- Champ de force créé par des charges électriques en mouvement (courants) ou par des matériaux magnétiques. Il est mesuré en Teslas (T).
- Produit Vectoriel
- Opération mathématique sur deux vecteurs dans un espace tridimensionnel qui produit un troisième vecteur perpendiculaire aux deux premiers.
- Mouvement Circulaire Uniforme
- Mouvement d'un objet se déplaçant sur une trajectoire circulaire à une vitesse (norme) constante.
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