Quelques généralités sur les plasmas

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Dimension: px
Commencer à balayer dès la page:

Download "Quelques généralités sur les plasmas"

Transcription

1 Exercice d électromagnétisme D après Centrale PSI 2004 Physique I ENONCE _ Les plasmas sont des milieux macroscopiquement neutres, partiellement ou totalement ionisés. Naturels ou artificiels, on les rencontre sous de nombreuses formes : arcs et décharges électriques, foudres, vent solaire, ionosphère, étoiles, lasers à gaz On se propose d étudier dans cet exercice certaines propriétés générales des plasmas. On donne le laplacien en coordonnées sphériques d une fonction : Données numériques : Δ 1 Permittivité diélectrique du vide Constante de BOLTZMANN Charge élémentaire Masse de l électron Constante de PLANCK Nombre d AVOGADRO Energie d ionisation de l atome d Argon Masse molaire de l argon Constante des gaz parfaits Vitesse de la lumière dans le vide 10 F. m 36 1,38 10 J. K 1,60 10 C 9,11 10 kg 6,62 10 J. s 6,02.10 mol 15,7 ev 39,9 g. mol 8,31 J. K. mol 3,00 10 m. s On considère un plasma d argon contenant, en moyenne et par unité de volume, électrons libres de masse et de charge, ions Ar de masse et atomes Ar de masse. On définit le degré d ionisation de ce plasma par le rapport On considère d autre part que le plasma est en équilibre thermodynamique local, ce qui permet de définir la température thermodynamique de ce plasma.

2 1 Etude de l écart local à la neutralité : longueur de DEBYE Considérons un ion argon Ar particulier, placé en, et pris comme origine. Du fait de l attraction Coulombienne, au voisinage de cet ion, on observe un surplus de charge négative, responsable d un écart local à la neutralité globale du plasma. Soit le potentiel qui règne en un point situé à la distance de l ion Ar situé en (l origine des potentiels est prise à l infini). Les densités volumiques d ions et d électrons en s écrivent respectivement : avec la constante de BOLTZMANN. exp et exp QUESTION 1. 1 Quelle(s) remarque(s) vous suggère(nt) les expressions de et? Quel nom donne-t-on usuellement à ces lois de répartition? QUESTION 1. 2 a) Donner l expression de la densité volumique totale de charges au point,, pour 0. b) Quelle est l équation locale satisfaite en par le potentiel? c) On se place dorénavant dans l hypothèse. Simplifier l équation obtenue à la QUESTION 1. 2 b), et la résoudre en introduisant la fonction. On introduira pour cela deux constantes d intégration et. d) On admet que 0 et qu au voisinage immédiat de l ion Ar, l influence de sa charge, supposée ponctuelle, l emporte sur celle des charges électroniques distribuées en volume. Déterminer les constantes et. Donner ensuite l expression du potentiel en fonction de, permittivité diélectrique du vide,, et d une distance caractéristique (appelée longueur de DEBYE) que l on explicitera en fonction de,,, et. Commenter le résultat obtenu. QUESTION 1. 3 En déduire la densité volumique totale de charge en 0, puis la charge totale (y compris la charge ponctuelle centrale) contenue dans une sphère de centre et de rayon en fonction de, et. Discuter les cas 0 et. Conclure. QUESTION 1. 4 Application numérique On donne pour ce plasma d argon d Argon 3,0 10 m. Calculer la valeur numérique de à la température de 1000 K, puis de K. Discuter la validité de l approximation faite à la QUESTION 1. 2 c). 2 Comportement collectif d un plasma : pulsation plasma Tout gaz ionisé dont la dimension caractéristique est grande devant la longueur de DEBYE est dominé par les effets collectifs induits par la charge d espace, effets qui viennent masquer les comportements individuels étudiés dans la partie 1. Pour illustrer le 2 / 9

3 comportement collectif, qui se manifeste notamment lorsqu on observe ses fluctuations autour de l équilibre, on s intéresse à une boule de plasma de centre et de rayon, qu on considèrera comme la superposition de deux fluides incompressibles : un fluide d électrons, susceptible de se mouvoir, et un fluide d ions qu on suppose au repos (les densités ioniques et électroniques des deux fluides précédents sont considérés comme uniformes). On admet qu à l instant, le gaz d électrons s est déplacé radialement et qu il occupe une région de l espace comprise entre deux sphères, une sphère de rayon, et une sphère de rayon, avec très petit devant (voir FIGURE 1). FIGURE 1 QUESTION 2. 1 Sachant que le fluide d électrons est supposé incompressible, quelle est la relation qui relie à et? QUESTION 2. 2 On considère un électron de ce fluide, situé au point à la distance de, avec,. Déterminer, en fonction de,,, et puis de,,,, et, le champ électrique, régnant en à l instant. En déduire la force électrique s exerçant sur l électron situé en. QUESTION 2. 3 Un électron, évoluant à la distance moyenne du point, possède à l instant le vecteur. De même, le vecteur vitesse d un électron oscillant autour du point précédent est,,. En utilisant l incompressibilité du gaz d électrons, écrire la relation existant entre la vitesse, de l électron, et. QUESTION 2. 4 Déduire des deux questions précédentes l équation différentielle satisfaite par. Mettre en évidence l existence d une pulsation caractéristique de ce comportement collectif, appelée pulsation plasma, dont on donnera l expression en fonction de,, et. QUESTION 2. 5 Quel phénomène vient en pratique amortir les oscillations collectives du plasma? QUESTION 2. 6 Calculer, pour un plasma d argon de densité électronique 3,0 10 m à la température de K, la valeur de la pulsation plasma. En réalité, à un éventuel mouvement pulsatoire collectif, radial, se superpose le mouvement désordonné du plasma, dû à l agitation thermique de ses constituants. L ordre de grandeur de la section 3 / 9

4 efficace moyenne lors d une collision élastique ion-électron est de 5 10 m. On donne d autre part l expression de la valeur moyenne du module de la vitesse d un électron : 8 Compte tenu de ces valeurs, le mouvement collectif peut-il être mis en évidence? Solution 1 Etude de l écart local à la neutralité : longueur de DEBYE QUESTION 1. 1 exp et exp Les densités et sont proportionnelles à avec l énergie potentielle d une charge ponctuelle placée en un point de potentiel. QUESTION 1. 2 Elles obéissent à la loi de BO LT Z M A N N O LT Z M A N N. a) b) c) soit ici d où soit Δ sh # 4 / 9

5 d d 2 0 On cherche des solutions de la forme exp. Equation caractéristique : D où 2 0 d) d où d où lim 0 0 lim 4 4 L exponentielle contenue dans montre que est homogène à une longueur. En posant, on a. Le coefficient exp traduit l écrantage des charges sur la charge de l ion central Ar. Les charges sont plus nombreuses que les charges au voisinage de l ion Ar à cause des expressions de et (ou tout simplement parce que attire ). 5 / 9

6 QUESTION d est satisfaisant puisque le plasma est neutre. 4 lim 0 lim 0 d est satisfaisant puisque lorsque 0, la sphère de rayon ne contient plus que l ion Ar situé en. QUESTION 1. 4 A,,. et à,,.. correspondant à des dimensions atomiques, incompatible avec le point de vue macroscopique précédent, regardons si en, : à 1000 K : 3,0.10 J et 1,38.10 J : est juste vériié à K : 9,5.10 J et 1,38.10 J : Comme est vériié exp est une fonction décroissante de, en calculant sa dérivée, est a fortiori vériiée pour 6 / 9

7 2 Comportement collectif d un plasma : pulsation plasma QUESTION 2. 1 Le gaz d électrons étant incompressible, il occupe un volume constant d où : d où QUESTION 2. 2 Par symétrie sphérique,,,. D après le théorème de GAUSS, valable en régime variable, on a : 4, QUESTION 2. 3, 4, force subie par l ' électron situé en Par incompressibilité du gaz d électrons, il y a toujours la même masse d électrons entre les sphères de rayon et. Donc la masse d électrons qui traverse la sphère de rayon dans le sens de est égale à la masse d électrons qui traverse la sphère de rayon dans le même sens. Soit : 4, 4 7 / 9

8 , QUESTION 2. 4 On applique la relation fondamentale de la dynamique pour un électron : d d Mais et d d. grad Donc est un infiniment petit d ordre 1. Donc. grad est d ordre 2 et avec QUESTION 2. 5 En pratique, les oscillations sont amorties par les chocs subis par l électrons. Ils sont classiquement modélisés par une force de frottement visqueux en QUESTION 2. 6,.. Pour que le mouvement oscillatoire précédent soit observable, il ne faut pas qu il soit trop amorti par les chocs. 8 / 9

9 Il ne faut donc pas que les chocs soient trop nombreux pendant la durée caractéristique des oscillations, soit. Déterminons leur nombre pendant cette durée. Soit un électron de vitesse microscopique dans le repère du laboratoire. Les ions Ar peuvent être considérés comme immobiles à cause de leur masse. Entre et d, les ions Ar que l électron percute sont ceux situés dans un cylindre de base, de longueur d. Ils sont au nombre de FIGURE A d d, chocs pendant le mouveme ement osc scillatoire est obse serv rvab able 9 / 9

Partie I - Taille critique d une bactérie aérobie

Partie I - Taille critique d une bactérie aérobie Spé PC* 2018-2019 pour le : 28 Janvier 2019 DM DE PHYSIQUE N 8 Biophysique de la bactérie Escherichia coli L objet de ce problème est d appliquer les lois de la physique à la bactérie Escherichia coli,

Plus en détail

Epreuve de culture scientifique. Physique. Exercice 1

Epreuve de culture scientifique. Physique. Exercice 1 Epreuve de culture scientifique Physique Exercice 1 Exercice de mécanique (recommandé pour les candidats ayant Physique en matière secondaire) On considère la situation suivante d un sablier suspendu à

Plus en détail

TD ELM5 : Conducteurs éectriques Equations de Maxwell

TD ELM5 : Conducteurs éectriques Equations de Maxwell TD ELM5 : Conducteurs éectriques Equations de Maxwell Pour apprendre son cours Exercice n 1 Une prise de terre est constituée d une demi-boule supposée équipotentielle de centre O et de rayon a = 10 cm

Plus en détail

PREMIÈRE COMPOSITION DE PHYSIQUE. Stabilité de la matière, stellaire et interstellaire

PREMIÈRE COMPOSITION DE PHYSIQUE. Stabilité de la matière, stellaire et interstellaire ÉCOLE POLYTECHNIQUE ÉCOLE SUPÉRIEURE DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE INDUSTRIELLES CONCOURS D ADMISSION 2009 FILIÈRE PC PREMIÈRE COMPOSITION DE PHYSIQUE (Durée : 4 heures) L utilisation des calculatrices n est

Plus en détail

Introduction à la physique des plasmas

Introduction à la physique des plasmas à la physique des plasmas S. Mazevet Laboratoire de Structure Electronique Département de Physique Théorique et Appliquée Commissariat à l Energie Atomique Bruyères-Le-Châtel, France p-1/21 Table of contents

Plus en détail

TD3. Propagation des ondes électromagnétiques dans un diélectrique

TD3. Propagation des ondes électromagnétiques dans un diélectrique TD3 Propagation des ondes électromagnétiques dans un diélectrique On considère un milieu matériel globalement neutre, composé d une densité volumique n d ions de charge +e et d une densité volumique n

Plus en détail

Chap.2 Approximation des Régimes Quasi-Stationnaires

Chap.2 Approximation des Régimes Quasi-Stationnaires Chap.2 Approximation des Régimes Quasi-Stationnaires 1. ARQS 1.1. Définition des régimes quasi-stationnaires 1.2. Ce qui est négligé dans l ARQS 1.3. Conséquence 1 : validité des lois de la magnétostatique

Plus en détail

3. Plan de symétrie et d antisymétrie 1. Déterminer la position de M, symétrique de M par rapport au plan

3. Plan de symétrie et d antisymétrie 1. Déterminer la position de M, symétrique de M par rapport au plan PSI FEUILLE D EXERCICES DE PHYSIQUE N 14 19/1/218 217/218 Thème: Electrostatique Applications directes : 1. Atome de Bohr L atome de Bohr est une représentation de l atome d Hydrogène, consitué d un proton

Plus en détail

PREMIÈRE COMPOSITION DE PHYSIQUE. Collisions nucléaires et fragmentation

PREMIÈRE COMPOSITION DE PHYSIQUE. Collisions nucléaires et fragmentation ÉCOLE POLYTECHNIQUE FILIÈRE MP CONCOURS D ADMISSION 1999 PREMIÈRE COMPOSITION DE PHYSIQUE (Durée : 3 heures) L utilisation des calculatrices est autorisée pour cette épreuve. Collisions nucléaires et fragmentation

Plus en détail

Electromagnétisme et électrocinétique

Electromagnétisme et électrocinétique Année universitaire 2016-2017 U.E. 2P021 Electromagnétisme et électrocinétique Exercices Supplémentaires Cédric Enesa (LKB) Partie II : Théorème de Gauss 1 Table des matières 1 Sphère creuse 3 2 Cable

Plus en détail

PC - Electrostatique

PC - Electrostatique PC - Electrostatique Des particules qui possèdent une charge électrique q, sont sensibles aux interactions électromagnétiques. Dans le cas général, les champs électrique E et magnétique B sont interdépendants.

Plus en détail

Concours National Commun d Admission aux Grandes Écoles d Ingénieurs

Concours National Commun d Admission aux Grandes Écoles d Ingénieurs ROYAUME DU MAROC Ministère de l Éducation Nationale Enseignement Secondaire et Technique Ministère de l Enseignement Supérieur, de la Formation des Cadres et de la Recherche Scientifique Concours National

Plus en détail

COMPOSITION DE PHYSIQUE A (XE) Oscillations d une bulle

COMPOSITION DE PHYSIQUE A (XE) Oscillations d une bulle ÉCOLE POLYTECHNIQUE ÉCOLE SUPÉRIEURE DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE INDUSTRIELLES CONCOURS D ADMISSION 212 FILIÈRE PC COMPOSITION DE PHYSIQUE A (XE) (Durée : 4 heures) L utilisation des calculatrices n est pas

Plus en détail

Electromagnétisme Chap.2 Electrostatique Théorème de Gauss

Electromagnétisme Chap.2 Electrostatique Théorème de Gauss Electromagnétisme Chap.2 Electrostatique Théorème de Gauss 1. Particularisation des équations de Maxwell en statique 1.1. Découplage des phénomènes électriques et magnétiques 1.2. Les charges électriques

Plus en détail

Physique statistique

Physique statistique 1 Cours Sciences Physiques MP Physique statistique La Thermodynamique statistique a pour ambition de considérer les entités microscopiques qui constituent la matière comme les atomes, les molécules, les

Plus en détail

Thermodynamique appliquée au corps humain

Thermodynamique appliquée au corps humain Exercice de thermodynamique Thermodynamique appliquée au corps humain Partie A Equation de diffusion thermique On considère un corps homogène (FIGURE 1, où les parties noires représentent un isolant thermique)

Plus en détail

EM TD1 TSI2. Exercice 1 : Surfaces et volumes à connaître vérifiant = + = 0 donc = 4

EM TD1 TSI2. Exercice 1 : Surfaces et volumes à connaître vérifiant = + = 0 donc = 4 Exercice 1 : Surfaces et volumes à connaître vérifiant + 0 donc 4 et 1) Après avoir donné les expressions des éléments de surface et de volume adéquats, exprimer le volume des figures géométriques suivantes

Plus en détail

1. La structure interne du soleil : un modèle simple

1. La structure interne du soleil : un modèle simple L héliosismologie l étude sismique du soleil a pris son envol au cours des années 1970, lorsque l on s est aperçu que les raies du spectre solaire étaient modulées à des périodes de l ordre de 5 minutes,

Plus en détail

Chapitre 2_EM TD 2 TSI 2

Chapitre 2_EM TD 2 TSI 2 Potentiel électrostatique Exercice 1 : Du potentiel au champ électrique, du champ électrique au potentiel A) On considère quatre charges identiques qui occupent les sommets d un carré dans le plan ( )

Plus en détail

Thermo 0 : NOTIONS DE BASE SUR LES SYSTEMES

Thermo 0 : NOTIONS DE BASE SUR LES SYSTEMES Thermo 0 : NOTIONS DE BASE SUR LES SYSTEMES THERMODYNAMIQUES Les propriétés d un corps macroscopique (c est à dire constitué d un grand nombre de particules), sont logiquement déterminées par les lois

Plus en détail

Pôle Chateaubriand-Joliot-Curie DM n 6 PCSI 1,2,3. Problème 1 : La couleur du ciel.

Pôle Chateaubriand-Joliot-Curie DM n 6 PCSI 1,2,3. Problème 1 : La couleur du ciel. Problème 1 : La couleur du ciel. 1 2 Pour simplifier le problème, on suppose que l électron est astreint à se déplacer le long d un axe ( ) avec. La sphère est supposée fixe dans un référentiel galiléen

Plus en détail

CHAPITRE I Concepts et définitions

CHAPITRE I Concepts et définitions CHAPITRE I Concepts et définitions 1 - Définition La Thermodynamique est la science qui traite de la chaleur et du travail ainsi que des propriétés des substances qui ont un rapport avec la chaleur et

Plus en détail

DEUXIÈME COMPOSITION DE PHYSIQUE. Réponse optique de nano-objets métalliques

DEUXIÈME COMPOSITION DE PHYSIQUE. Réponse optique de nano-objets métalliques ÉCOLE POLYTECHNIQUE ÉCOLE SUPÉRIEURE DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE INDUSTRIELLES CONCOURS D ADMISSION 2010 FILIÈRE PC DEUXIÈME COMPOSITION DE PHYSIQUE (Durée : 4 heures) L utilisation des calculatrices est

Plus en détail

Problème 1 : Balançoire (CCP PC 2013)

Problème 1 : Balançoire (CCP PC 2013) Problème 1 : Balançoire (CCP PC 213) Un enfant faisant de la balançoire est modélisé par une masse ponctuelle m située en M et suspendue en O par une tige rigide, de masse négligeable et de longueur l.

Plus en détail

Chapitre 2. Electrostatique. 2.1 La loi de Coulomb. 2.2 Le champ électrique

Chapitre 2. Electrostatique. 2.1 La loi de Coulomb. 2.2 Le champ électrique Chapitre 2 Electrostatique 2.1 La loi de Coulomb Q q Deux particules chargées, q et Q placées dans le vide exercent l une sur l autre une force appelée force d interaction électrique. La force exercée

Plus en détail

PSI - PSI*

PSI - PSI* PSI - PSI* 2016 2017 DS N 2 PARTIE PHYSIQUE Partie I : Mesures de champ magnétique - Mines PSI 2016 extrait PSI/PSI* 16-17 1 DS N 2 19 --- Montrer que le montage de la figure 6 permet de résoudre le problème

Plus en détail

MP1 - DS n 3bis - (Centrale-Mines) : Électromagnétisme Partie physique Samedi 17 novembre 2018 Durée 2 heure 30

MP1 - DS n 3bis - (Centrale-Mines) : Électromagnétisme Partie physique Samedi 17 novembre 2018 Durée 2 heure 30 1 Gravimétrie MP1 - Partie physique Samedi 17 novembre 2018 Durée 2 heure 30 Q26. Énoncer le théorème de Gauss appliqué à la gravitation en précisant les analogies entre forces électrostatiques et gravitationnelles.

Plus en détail

Rappels sur la théorie de l état fluide

Rappels sur la théorie de l état fluide Chapitre 1 L objectif principal de ce chapitre est de rappeler les éléments de bases de la physique statistique de l état fluide, qui vont nous permettre d effectuer notre étude. Dans une première partie,

Plus en détail

EIVP CONCOURS INTERNE - PHYSIQUE Problème : Séparation isotopique (7 points)

EIVP CONCOURS INTERNE - PHYSIQUE Problème : Séparation isotopique (7 points) EIVP CONCOURS INTERNE - PHYSIQUE 2016 Durée : 4 heures Sans document ni téléphone portable - Calculatrice autorisée - Le barème tient compte des qualités de rédaction et de présentation de la copie. -

Plus en détail

THERMIQUE. Sommaire. G.P. Thermique 2013

THERMIQUE. Sommaire. G.P. Thermique 2013 THERMIQUE Sommaire Chap 1: Les trois modes de transfert thermique...3 I.Conduction+...3 II.Conducto-convection...3 III.Rayonnement...3 Chap 2: Conduction...4 I.Équation de la chaleur dans un problème à

Plus en détail

Sciences Physiques DS n o 3

Sciences Physiques DS n o 3 TPC2 Sciences Physiques DS n o 3 le 24/11/16 I - Champ créé par un cylindre 1 Un cylindre conducteur plein, infiniment long, d axe z z et de rayon a, est parcouru par un courant constant, uniforme et positif

Plus en détail

Le vent solaire. Le but de cette étude est de comprendre l origine physique du vent solaire et d estimer sa vitesse asymptotique. barosphère.

Le vent solaire. Le but de cette étude est de comprendre l origine physique du vent solaire et d estimer sa vitesse asymptotique. barosphère. Le vent solaire est l extension aux grandes distances de l atmosphère solaire (appelée la couronne solaire, voir Fig. 1). C est un flux de plasma (particules ionisées) issu d une région de la couronne

Plus en détail

Devoir surveillé d électromagnétisme Mars Enseignant (L.Gry)

Devoir surveillé d électromagnétisme Mars Enseignant (L.Gry) Devoir surveillé d électromagnétisme Mars 2017 Enseignant (L.Gry) Exercice 1 : L expérience de Millikan (1910) (7 pts) Un pulvérisateur produit un nuage de gouttelettes d huiles, qui par la friction opérée

Plus en détail

COLLE DE PHYSIQUE N 2

COLLE DE PHYSIQUE N 2 ANNEE 2007-2008 FACULTE DE PHARMACIE DATE : COLLE DE PHYSIQUE N 2 DUREE : 2 HEURES NOM : PRENOM : NOTE : / 40 Constantes universelles de physique Constante Valeur exacte Approximation Célérité de la lumière

Plus en détail

Devoir à rendre le 4 novembre à 8h30

Devoir à rendre le 4 novembre à 8h30 Devoir à rendre le 4 novembre à 8h30 Vous traiterez obligatoirement le problème (Mines Ponts 009) et au choix le problème (Mines Ponts 009) ou le problème 3 (CCP 009). Sujet Mines Ponts 009 Problème :

Plus en détail

Dynamique du point matériel en référentiel galiléen

Dynamique du point matériel en référentiel galiléen Dynamique du point matériel en référentiel galiléen Exercice 1 : Mesure du champ de pesanteur Un ressort de constante de raideur > 0, de longueur à vide et de masse négligeable est suspendu verticalement

Plus en détail

Expérience originelle de FOURIER

Expérience originelle de FOURIER Exercice de thermodynamique Dans le cas du fer, pour les applications numériques, on prendra : 7,86 10 kg. m, 400 J. kg. K, 81 W. m. K et 10 W. m. K. Partie A Conduction dans un barreau QUESTION 1 Enoncer

Plus en détail

Transport de fluide chap.0 Révisions de Statique des fluides

Transport de fluide chap.0 Révisions de Statique des fluides Transport de fluide chap.0 Révisions de Statique des fluides 1. Description d un fluide à l échelle mésoscopique 1.1. Trois échelles de description possibles 1.2. Lien entre l échelle mésoscopique et l

Plus en détail

Electrostatique. avec Q int q i

Electrostatique. avec Q int q i Electrostatique 1 Formulation des lois en électromagnétisme 1.1 Rappels cours première année Champ électrostatique créé par une distribution de charge Distributions de charge : distribution volumique :

Plus en détail

Faculté de Physique Département de Physique Energétique POLYCOPIE DES TRAVAUX PRATIQUES

Faculté de Physique Département de Physique Energétique POLYCOPIE DES TRAVAUX PRATIQUES Département de Physique Energétique POLYCOPIE DES TRAVAUX PRATIQUES Destiné aux étudiants en Master 1, Option : Procédés Plasmas et Lasers Titre : CALCUL DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT ÉLECTRONIQUE D UN

Plus en détail

Pierre BOUTELOUP. Les paragraphes I, II, et III sont très largement indépendants. I INTERACTION ÉLECTRIQUE DE DEUX ATOMES D HÉLIUM

Pierre BOUTELOUP. Les paragraphes I, II, et III sont très largement indépendants. I INTERACTION ÉLECTRIQUE DE DEUX ATOMES D HÉLIUM Pierre BOUTELOUP Les paragraphes I, II, et III sont très largement indépendants. I INTERACTION ÉLECTRIQUE DE DEUX ATOMES D HÉLIUM Lorsque un atome est soumis à un champ électrique, les fonctions d ondes

Plus en détail

Sujet. I. Pas de frottements. G.P. DNS Octobre Ressort et frottement

Sujet. I. Pas de frottements. G.P. DNS Octobre Ressort et frottement DNS Sujet Ressort et frottement...1 I.Pas de frottements... 1 II.Frottement fluide...2 III.Frottement solide... 2 A.Plage d équilibre... 2 B.Mouvement...3 Ressort et frottement Un mobile ponctuel B de

Plus en détail

ELEMENTS DE STATIQUE DES FLUIDES

ELEMENTS DE STATIQUE DES FLUIDES TSI 2 1718 ELEMENTS DE STATIQUE DES FLUIDES 1. LES NIVEAUX D OBSERVATION D UN SYSTEME a) niveau moléculaire ou microscopique On considère un système gazeux formé de N particules, contenues dans un récipient

Plus en détail

COMPOSITION DE PHYSIQUE (XULC) Imagerie par résonance magnétique

COMPOSITION DE PHYSIQUE (XULC) Imagerie par résonance magnétique ÉCOLE POLYTECHNIQUE ÉCOLES NORMALES SUPÉRIEURES CONCOURS D ADMISSION 2011 FILIÈRE MP COMPOSITION DE PHYSIQUE (XULC) (Durée : 4 heures) L utilisation des calculatrices n est pas autorisée pour cette épreuve.

Plus en détail

Modèle du vide. Montrer que le système d équations de Maxwell est le résultat direct de sa description des propriétés de l éther.

Modèle du vide. Montrer que le système d équations de Maxwell est le résultat direct de sa description des propriétés de l éther. 1 Modèle du vide Exercice Montrer que le système d équations de Maxwell est le résultat direct de sa description des propriétés de l éther. Solution. Maxwell a considéré l éther comme un milieu physique

Plus en détail

Université Paul Sabatier Licence STS Parcours PC Physique L1

Université Paul Sabatier Licence STS Parcours PC Physique L1 Université Paul Sabatier Licence STS Parcours PC Physique L1 Thèmes 5 et 6 Oscillations forcées ; résonance ; impédance 2009 2010, durée : 6 h Conformément à l usage typographique international, les vecteurs

Plus en détail

Les calculatrices sont autorisées. L usage de tout ouvrage de référence et de tout document est interdit.

Les calculatrices sont autorisées. L usage de tout ouvrage de référence et de tout document est interdit. NB : Le candidat attachera la plus grande importance à la clarté, à la précision et à la concision de la rédaction Si un candidat est amené à repérer ce qui peut lui sembler être une erreur d énoncé, il

Plus en détail

TD Électromagnétisme

TD Électromagnétisme TPC2 TD Électromagnétisme Équations de Maxwell Exercice n o 1 : Conductivité d une solution Une solution aqueuse de chlorure de baryum de concentration c emplit un cylindre de longueur l et de section

Plus en détail

TSI 2 DS Electrostatique et magnétostatique 10 février Partie A Charges électriques dans un cumulonimbus Concours DEUG 2016

TSI 2 DS Electrostatique et magnétostatique 10 février Partie A Charges électriques dans un cumulonimbus Concours DEUG 2016 TS 2 DS Electrostatique et magnétostatique 10 février 2018 Partie A Charges électriques dans un cumulonimbus Concours DEUG 2016 DOCUMENT 1 (d après le site Web «Wikipédia») http://fr.wikipedia.org/wiki/nuage

Plus en détail

Mécanique Chapitre 3 : Énergie d un point matériel

Mécanique Chapitre 3 : Énergie d un point matériel Mécanique Chapitre 3 : Énergie d un point matériel I. Travail et puissance d une force 1. Définitions 2. Travail d une force le long d une trajectoire 3. Cas d une force uniforme 4. Cas des forces de frottement

Plus en détail

Chapitre II Oscillations libres amorties des systèmes à un seul degré

Chapitre II Oscillations libres amorties des systèmes à un seul degré Chapitre II Oscillations libres amorties des systèmes à un seul degré de liberté 1. Introduction : Oscillations libres amortis des mouvements oscillatoires dont l amplitude diminue au cours du temps jusqu

Plus en détail

repose sur le sol. Lorsque le sol est localement mis en mouvement O sous l effet de secousses sismiques, le référentiel du boîtier est animé,

repose sur le sol. Lorsque le sol est localement mis en mouvement O sous l effet de secousses sismiques, le référentiel du boîtier est animé, FICHE TD PREMIER PRINCIPE DE LA MECANIQUE CLASSIQUE EXERCICE N 1 Un sismographe est un appareil destiné à enregistrer les vibrations de la surface terrestre sous l action d un séisme. Son S g principe

Plus en détail

G.P. DNS03 Septembre 2012

G.P. DNS03 Septembre 2012 DNS Sujet Absorption d'une onde par un gaz...1 I.Onde électromagnétique dans le vide...1 II.Interaction avec un atome...2 III.Coefficient d absorption...2 Absorption d'une onde par un gaz Dans le problème,

Plus en détail

TD n 3 - Cinématique des fluides

TD n 3 - Cinématique des fluides TD n 3 - Cinématique des fluides 1 Lagrangien ou Eulérien? 1. Le point adopté dans les exemples suivants est-il Lagrangien ou Eulérien? a Un radar automatique mesure la vitesse des voitures lorsque celles-ci

Plus en détail

Équilibres thermodynamiques en situations inhomogènes

Équilibres thermodynamiques en situations inhomogènes X Physique 2 PC 2007 Énoncé 1/7 ÉCOLE POLYTECHNIQUE ÉCOLE SUPÉRIEURE DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE INDUSTRIELLES CONCOURS D ADMISSION 2007 FILIÈRE PC DEUXIÈME COMPOSITION DE PHYSIQUE (Durée : 4 heures) L utilisation

Plus en détail

Ex1 Lignes de champ et équipotentielles

Ex1 Lignes de champ et équipotentielles Ex1 Lignes de champ et équipotentielles Figure 1: Identifier les signes des trois charges représentées sur la figure, ainsi que quelques lignes de champ, et tracer l allure de quelques équipotentielles

Plus en détail

Mécanique. , vecteur unitaire vertical) On peut donc schématiser chaque système de la façon suivante :

Mécanique. , vecteur unitaire vertical) On peut donc schématiser chaque système de la façon suivante : Mécanique La suspension d une automobile est assurée par quatre systèmes identiques indépendants, montés entre le châssis du véhicule et chaque arbre de roue, et constitués chacun : - d un ressort métallique

Plus en détail

Rappels et compléments d électrostatique. Table des matières

Rappels et compléments d électrostatique. Table des matières Cours d électromagnétisme Chapitre 1 Rappels et compléments d électrostatique Table des matières 1 Distributions de charges (page 3) Permittivité du vide distribution volumique de charges distribution

Plus en détail

Électrostatique. E = q E = conséquences V = Force F = q E

Électrostatique. E = q E = conséquences V = Force F = q E Partie V : électromagnétisme Chapitre 1 Électrostatique I Liens entre charges électriques et champ électrique Charges Champ E - ponctuelle q - ρ, σ, λ dq = ρ dv, dq = σ ds, dq = λ dl Symétries, invariances

Plus en détail

Electricité et magnétisme - TD n 6 Conducteurs hors équilibre

Electricité et magnétisme - TD n 6 Conducteurs hors équilibre Electricité et magnétisme - TD n 6 Conducteurs hors équilibre 1. Densité de courant - vitesse des porteurs Le cuivre, qui est un bon conducteur du courant électrique, possède 1 électron libre par atome;

Plus en détail

Exercices : Electrostatique- Magnétostatique

Exercices : Electrostatique- Magnétostatique MP 2016/2017 Exercices : Electrostatique- Magnétostatique Electrostatique EMG 001 : Champ crée par des charges ponctuelles On considère un triangle équilatéral ABC de côté a. On place en A la charge +q

Plus en détail

CONCOURS D ADMISSION 2018 FILIERE UNIVERSITAIRE INTERNATIONALE SESSION DE PRINTEMPS PHYSIQUE (Durée : 2 heures) Les trois problèmes sont indépendants. Si vous êtes bloqué sur une question, nous vous recommandons

Plus en détail

Chap.3 Circulation du champ électrostatique Potentiel, et énergie potentielle électrostatique

Chap.3 Circulation du champ électrostatique Potentiel, et énergie potentielle électrostatique Chap.3 Circulation du champ électrostatique Potentiel, et énergie potentielle électrostatique 1. Notions de gradient, et de circulation d un champ vectoriel 1.1. Gradient d un champ scalaire 1.2. Circulation

Plus en détail

Chap.3 Electrostatique : Potentiel électrique et propriétés topographiques

Chap.3 Electrostatique : Potentiel électrique et propriétés topographiques Chap.3 Electrostatique : Potentiel électrique et propriétés topographiques 1. Potentiel électrostatique 1.1. Existence d un potentiel scalaire (relation locale E V) 1.2. Equation de Poisson Intérêt de

Plus en détail

Exercices d électromagnétisme.

Exercices d électromagnétisme. Exercices d électromagnétisme. PSI* - Collège Stanislas Philippe Ribière Année Scolaire 2014-2015 Ph. Ribière PSI* 2014/2015 2 Chapitre 1 Electrostatique 1.1 Deux charges identiques On considère deux charges

Plus en détail

DLST Université Joseph Fourier. Travaux Dirigés

DLST Université Joseph Fourier. Travaux Dirigés UE PHY24 Année 2007/08 DLST Université Joseph Fourier Travaux Dirigés (F = facile, M = moyen, D = difficile) Charges dans la matière.(f) L aluminium est un métal trivalent ( 27 Al) de masse volumique "

Plus en détail

Outils mathématiques d analyse vectorielle.

Outils mathématiques d analyse vectorielle. Chapitre 1 Outils mathématiques d analyse vectorielle. Plan : I. Opérateurs 1. Gradient 2. Divergence 3. Rotationnel 4. Laplacien II. Transformation d intégrales 1. Théorème de GrEEn-Ostrogradski. 2. Théorème

Plus en détail

Mécanique des fluides en 20 fiches

Mécanique des fluides en 20 fiches Mécanique des fluides en 20 fiches Pascal Bigot Professeur en BTS au lycée Marie Curie (Nogent-sur-Oise) Richard Mauduit Professeur en BTS au lycée Robert Schuman (Le Havre) Eric Wenner Professeur en

Plus en détail

Ministère de l Éducation Nationale, de l Enseignement Supérieur, de la Formation des Cadres et de la Recherche Scientifique

Ministère de l Éducation Nationale, de l Enseignement Supérieur, de la Formation des Cadres et de la Recherche Scientifique ROYAUME DU MAROC Ministère de l Éducation Nationale, de l Enseignement Supérieur, de la Formation des Cadres et de la Recherche Scientifique Présidence du Concours National Commun Ecole Supérieure des

Plus en détail

Champ électrostatique

Champ électrostatique TD 05 Champ électrostatique Calculs de champs et potentiels Distributions de charge, symétries 1. Découpages usuels Indiquer pour chaque distribution le découpage adapté aux symétries du problème, et donner

Plus en détail

Travail et énergie potentielle Électrostatique

Travail et énergie potentielle Électrostatique Travail et énergie potentielle Électrostatique Exercice 90 Une charge q = 10-7 C se déplace en ligne droite, de A vers B, dans un champ électrique uniforme E r, d intensité E = 600 V/m, tel que (,E) AB

Plus en détail

DS n 6 (CCP - e3a) Samedi 27 janvier heures. 1 Propagation d une onde électromagnétique dans le vide et à travers l ionosphère

DS n 6 (CCP - e3a) Samedi 27 janvier heures. 1 Propagation d une onde électromagnétique dans le vide et à travers l ionosphère DS n 6 (CCP - e3a) Samedi 27 janvier 2018-4 heures 1 Propagation d une onde électromagnétique dans le vide à travers l ionosphère Données numériques générales : masse de l électron masse du proton vitesse

Plus en détail

ELECTROMAGNETISME ELECTROSTATIQUE

ELECTROMAGNETISME ELECTROSTATIQUE ELECTROMAGNETISME Introduction historique VII ème siècle : frottement de l ambre (= électron en grec) XVII ème siècle : 1 ère machine électrostatique Pendule électrostatique XVIII ème siècle : Benjamin

Plus en détail

Transferts thermiques conductifs

Transferts thermiques conductifs Exercices de thermodynamique 1 Plaque dans une pièce isolée thermiquement ENONCE _ Une plaque d acier,, de masse et d épaisseur est placée dans une pièce isolée thermiquement. Entre la plaque et le mur

Plus en détail

Cours d électromagnétisme

Cours d électromagnétisme Cours d électromagnétisme EM17-Mouvement des charges dans un conducteur Table des matières 1 Introduction 2 2 Vecteur densité de courant électrique 2 3 Loi d Ohm locale 3 4 ésistance électrique 4 5 L effet

Plus en détail

Université Paul Sabatier Fascicule de Travaux Dirigés de Physique 1 Semestre 1, L1, Portail SFA. Année

Université Paul Sabatier Fascicule de Travaux Dirigés de Physique 1 Semestre 1, L1, Portail SFA. Année Université Paul Sabatier Fascicule de Travaux Dirigés de Physique 1 Semestre 1, L1, Portail SFA Année 2011-2012 1 4 Thème 4 Oscillations forcées, résonance, impédances (durée 6 heures) 4.1 Circuit RL série

Plus en détail

Le dipôle électrostatique

Le dipôle électrostatique Cours d électromagnétisme 1 Définition, potentiel et champ créés 1.1 Définition du dipôle électrostatique On appelle dipôle électrostatique le système constitué de deux charges ponctuelles opposées et

Plus en détail

PREMIER PROBLEME ETUDE DE MACHINES THERMIQUES

PREMIER PROBLEME ETUDE DE MACHINES THERMIQUES Note au candidat La calculatrice programmable ou non est interdite. Les applications numériques demandées peuvent être traitées à la main. Les vecteurs sont notés en caractères gras dans le texte. Le sujet

Plus en détail

Cours n 14 : Champ électrique

Cours n 14 : Champ électrique Cours n 14 : Champ électrique 1) Charge électrique 1.1) Définition et porteurs de charge La matière est formée de corpuscules dont certains ont la propriété de s attirer ou de se repousser mutuellement.

Plus en détail

Chapitre II : Théorie cinétique et Thermodynamique Statistique

Chapitre II : Théorie cinétique et Thermodynamique Statistique Chapitre II : Théorie cinétique et Thermodynamique Statistique I. Introduction : Un point matériel ou un solide est un système physique décrit par un petit nombre de paramètres dépendant éventuellement

Plus en détail

DM8 ELM-Aides TIPE TSI2 Exercice 1 : Les courants de Foucault (aide pour le TIPE de Paul S.)

DM8 ELM-Aides TIPE TSI2 Exercice 1 : Les courants de Foucault (aide pour le TIPE de Paul S.) Exercice 1 : Les courants de Foucault (aide pour le TIPE de Paul S.) A. Chauffage par courants de de Foucault Un cylindre métallique de rayon et de longueur est immobile dans un champ magnétique. En repérage

Plus en détail

Introduction à la modélisation en écologie J.-C. Poggiale - Septembre 2008

Introduction à la modélisation en écologie J.-C. Poggiale - Septembre 2008 Introduction à la modélisation en écologie J.-C. Poggiale - Septembre 2008 1 Principe de la construction d un modèle 1.1 Modèles à temps discrets Un système naturel peut être étudié au moyen de la mesure

Plus en détail

DS n 3 (CCP-e3a) - Électrostatique. 1 Résolution de problème - Matière noire dans une galaxie spirale

DS n 3 (CCP-e3a) - Électrostatique. 1 Résolution de problème - Matière noire dans une galaxie spirale 1 Résolution de problème - Matière noire dans une galaxie spirale Document 1 : Les galaxies spirales (source : wikipedia) Les galaxies spirales représentent entre 60 et 70 % des galaxies observées et comprennent

Plus en détail

Electromagnétisme. Charges ponctuelles. Ex 1. Doublet de charges opposées. Ex 2. Polygone régulier. Ex 3. Surface équipotentielle

Electromagnétisme. Charges ponctuelles. Ex 1. Doublet de charges opposées. Ex 2. Polygone régulier. Ex 3. Surface équipotentielle Electromagnétisme TD n o 2 : Potentiel électrostatique Charges ponctuelles Ex 1 Doublet de charges opposées Deux charges ponctuelles opposées q et q sont placées respectivement en A et B sur l axe (Ox),

Plus en détail

Chapitre 1. Atomistique. 1. Structure de l atome

Chapitre 1. Atomistique. 1. Structure de l atome Chapitre 1 Atomistique 1. Structure de l atome La notion élémentaire dont on a besoin, lorsqu on étudie la constitution de la matière, est celle de l atome ; cette notion est née sur les bords de la mer

Plus en détail

Lexique Français-Arabe. LEXIQUE Français-Arabe * #"$ B Barreau # % Branche. & Balance

Lexique Français-Arabe. LEXIQUE Français-Arabe * #$ B Barreau # % Branche. & Balance Lexique FrançaisArabe 240 LEXIQUE FrançaisArabe /I Français Absolu Actif Algébrique Alliage Angle Association Atome Attraction A " " B Barreau Branche & Balance ' Capacité Cartésien Champ Charge Circuit

Plus en détail

Lois intégrales de l électrostatique

Lois intégrales de l électrostatique TD n 7: Electrostatique Electrostatique 1: champ - potentiel- notions énergétiques essentielles z Lois intégrales de l électrostatique R 1 (2) Calculs de champs et potentiels (1) Exercice n 1: Exploitation

Plus en détail

Électrostatique : champ E et potentiel V

Électrostatique : champ E et potentiel V Partie V : électromagnétisme Chapitre 1.1 Électrostatique : champ E et potentiel V I Liens entre charges électriques et champ électrique Charges Champ E - ponctuelle q - ρ, σ, λ dq = ρ dv, dq = σ ds, dq

Plus en détail

Chapitre 1. Description de l Univers du très petit au très grand

Chapitre 1. Description de l Univers du très petit au très grand I. L UNIVERS savoir que le remplissage de l espace par la matière est essentiellement lacunaire, aussi bien au niveau de l atome qu à l échelle cosmique connaître la valeur de la vitesse de la lumière

Plus en détail

Transport de fluide chap.0 Révisions de Statique des fluides

Transport de fluide chap.0 Révisions de Statique des fluides Transport de fluide chap.0 Révisions de Statique des fluides 1. Notions mathématiques nécessaires à l étude des phénomènes de transport 1.1. Différentielle d une fonction scalaire à une variable Interprétation

Plus en détail

CHAPITRE II Oscillations libres amorties Système à un degré de liberté CHAPITRE II

CHAPITRE II Oscillations libres amorties Système à un degré de liberté CHAPITRE II Page 1 CHAPITRE II Oscillations libres amorties : Systèmes à un degré de liberté Introduction : Le pendule élastique comme le pendule pesant, se comporte comme un oscillateur harmonique à la condition

Plus en détail

I. Comment passer du macroscopique au microscopique?

I. Comment passer du macroscopique au microscopique? CHAPITRE N 1 PARTIE D TRANSFERT D ENERGIE TS I. Comment passer du macroscopique au microscopique? 1. La constante d Avogadro Les atomes et les molécules appartiennent au monde microscopique. A l échelle

Plus en détail

Electromagnétisme A LE REGIME STATIONNAIRE. A1 Electrostatique. I La charge électrique. 1 Charge ponctuelle. 2 Distribution continue de charge

Electromagnétisme A LE REGIME STATIONNAIRE. A1 Electrostatique. I La charge électrique. 1 Charge ponctuelle. 2 Distribution continue de charge Electromagnétisme A LE REGIME STATIONNAIRE A1 Electrostatique I La charge électrique 1 Charge ponctuelle 2 Distribution continue de charge 3 Symétries d une distribution de charge 4 Invariances d une distribution

Plus en détail

Description des fluides

Description des fluides Description des fluides Un fluide est un milieu d'apparence continue à notre échelle, qui peut s'écouler. On distingue usuellement les liquides qui ont un volume propre variant peu avec T ou P et qui présentent

Plus en détail

DS SCIENCES PHYSIQUES MATHSPÉ

DS SCIENCES PHYSIQUES MATHSPÉ DS SCIENCES PHYSIQUES MATHSPÉ calculatrice: autorisée durée: 2 heures Sujet Onde thermique...2 I.Étude de la diffusion thermique...2 A.Étude du régime stationnaire...2 1)Expression du vecteur densité de

Plus en détail