Terminale S 2016-2017
Kartable
Terminale S 2016-2017

Calculer le travail d'une force électrique

Méthode 1

À partir de la différence de potentiel (VAVB)

La force électrique Fe entre deux charges est une force conservative. Le travail WAB(Fe) de cette force ne dépend que des potentiels électriques de départ et d'arrivée. Si ces potentiels sont connus, ce travail se calcule à partir de son expression mathématique.

Une charge électrique q=1,6×1019 C se déplace du potentiel VA au potentiel VB ( VAVB=100 V). Calculer le travail de la force électrostatique.

Etape 1

Rappeler l'expression du travail de la force électrique WAB(Fe)

On rappelle l'expression du travail de la force électrique WAB(Fe) lors du mouvement d'un système entre un point au potentiel VA et un point au potentiel VB possédant une charge électrique q :

WAB(Fe)=q×(VAVB)

L'expression du travail de la force électrique WAB(Fe) lors du mouvement d'un système entre un point au potentiel VA et un point au potentiel VB possédant une charge électrique q est :

WAB(Fe)=q×(VAVB)

Etape 2

Relever les valeurs des potentiels VA et VB

On relève les valeurs des potentiels VA et VB. Ces valeurs sont :

  • Soit données dans l'énoncé
  • Soit obtenues en les mesurant sur un graphique

L'énoncé donne la différence de potentiel entre A et B :

VAVB=100 V

Etape 3

Relever la valeur de la charge q

On relève la valeur de la charge q du système.

La valeur de la charge électrique q est :

q=1,6×1019 C

Etape 4

Exprimer les paramètres dans les bonnes unités

Les paramètres sont les potentiels et la charge électrique. On vérifie que :

  • Les potentiels sont exprimés en volts (V).
  • La charge électrique est exprimée en Coulomb (C).

Si ce n'est pas le cas, on effectue les conversions nécessaires.

Ici, les paramètres sont bien exprimés dans les bonnes unités.

Etape 5

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique afin de calculer la valeur du travail de la force électrique.

On obtient :

WAB(Fe)=(1,6×1019)×100

WAB(Fe)=1,6×1017 J

Etape 6

Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs

On écrit le résultat avec le même nombre de chiffres significatifs que le paramètre possédant le plus petit nombre de chiffres significatifs.

Le résultat est bien écrit avec le bon nombre de chiffres significatifs.

Méthode 2

À partir de la tension UAB

La force électrique Fe entre deux charges est une force conservative. Le travail WAB(Fe) de cette force ne dépend que de la tension UAB entre les points A et B à laquelle est soumis le système. Si cette tension est connue, le travail se calcule à partir de son expression.

Une charge électrique q=1,6×1019 C se déplace sous une tension de 220 V. Calculer le travail de la force électrostatique.

Etape 1

Rappeler l'expression du travail de la force électrique WAB(Fe)

On rappelle l'expression du travail de la force électrique WAB(Fe) lors du mouvement d'un système entre un point au potentiel VA et un point au potentiel VB possédant une charge électrique q :

WAB(Fe)=q×(VAVB)=q×UAB

L'expression du travail de la force électrique WAB(Fe) lors du mouvement d'un système entre un point au potentiel VA et un point au potentiel VB possédant une charge électrique q est :

WAB(Fe)=q×(VAVB)=q×UAB

Etape 2

Relever la valeur de la tension UAB

On relève la valeur de la tension UAB.

La valeur de la tension UAB donnée dans l'énoncé est :

UAB=220 V

Etape 3

Relever la valeur de la charge q

On relève la valeur de la charge q du système.

La valeur de la charge électrique q est :

q=1,6×1019 C

Etape 4

Exprimer les paramètres dans les bonnes unités

Les paramètres sont la tension et la charge électrique. On vérifie que :

  • La tension est exprimée en volts (V).
  • La charge électrique est exprimée en Coulomb (C).

Si ce n'est pas le cas, on effectue les conversions nécessaires.

Les paramètres sont bien exprimés dans les bonnes unités.

Etape 5

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique afin de calculer la valeur du travail de la force électrique.

On obtient :

WAB(Fe)=(1,6×1019)×220

WAB(Fe)=3,52×1017 J

Etape 6

Exprimer le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs

On écrit le résultat avec le même nombre de chiffres significatifs que le paramètre possédant le plus petit nombre de chiffres significatifs.

Le résultat doit être écrit avec deux chiffres significatifs :

WAB(Fe)=3,5×1017 J

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