9.1 interaction électrostatique
9.2 champs et lignes de champ
définitions et exemples
En physique, un champ est la représentation d'un ensemble de valeurs prises par une grandeur physique en différents points d'une région de l'espace.
Avec cette notion, on s'intéresse donc à une propriété de l'espace, indépendante des objets qui s'y trouvent (ou non).
Lorsque la grandeur étudiée prend des valeurs numériques (ex. température, altitude) on parle de champ scalaire.
Les courbes de niveau d'un champ (= équipotentielles) sont les courbes obtenues en reliant tous les points où la grandeur étudiée a la même valeur. Plus les courbes de niveau sont proches, plus la variation de la valeur est importante.
Lorsque la grandeur étudiée est vectorielle (valeur + direction et sens, ex. vitesse du vent) on parle de champ vectoriel.
Une ligne de champ vectoriel est une ligne tangente en chacun de ses points au vecteur champ. Elle est orientée dans le même sens que le champ. Plus les lignes de champ sont proches, plus la norme du vecteur associé est importante.
Un champ est uniforme si la grandeur associée est constante en tout point de l'espace.
Champ scalaire = valeurs égales en tout point.
Champ vectoriel = vecteurs égaux en tous points : les lignes de champ sont parallèles entre elles.
En physique, un champ est la représentation d'un ensemble de valeurs prises par une grandeur physique en différents points d'une région de l'espace.
Avec cette notion, on s'intéresse donc à une propriété de l'espace, indépendante des objets qui s'y trouvent (ou non).
Lorsque la grandeur étudiée prend des valeurs numériques (ex. température, altitude) on parle de champ scalaire.
Les courbes de niveau d'un champ (= équipotentielles) sont les courbes obtenues en reliant tous les points où la grandeur étudiée a la même valeur. Plus les courbes de niveau sont proches, plus la variation de la valeur est importante.
Lorsque la grandeur étudiée est vectorielle (valeur + direction et sens, ex. vitesse du vent) on parle de champ vectoriel.
Une ligne de champ vectoriel est une ligne tangente en chacun de ses points au vecteur champ. Elle est orientée dans le même sens que le champ. Plus les lignes de champ sont proches, plus la norme du vecteur associé est importante.
Un champ est uniforme si la grandeur associée est constante en tout point de l'espace.
Champ scalaire = valeurs égales en tout point.
Champ vectoriel = vecteurs égaux en tous points : les lignes de champ sont parallèles entre elles.
champ électrostatique E
Il règne un champ électrostatique en un point de l'espace lorsqu'une charge électrique q, placée en ce point, y subit une action mécanique (loi de Coulomb). On peut mettre en évidence ce champ grace à des expériences d'électrostatique. Le champ électrostatique est un champ vectoriel. Un condensateur plan est formé de deux plaques parallèles conductrices séparées par un isolant : Lorsqu'on impose une tension U entre les 2 plaques A et B, celles-ci se chargent, +q pour une plaque et -q pour l'autre. Un champ électrostatique se crée entre ces plaques et dans leur voisinage : E = U / d |
champ gravitationnel
En présence d'un objet ponctuel de masse M, un objet de masse m est soumis à une force d'attraction gravitationnelle attractive. Lorsqu'une masse m subit cette force, cela signifie qu'elle est à proximité d'objets ayant des masses. On peut alors définir au point où elle se trouve un champ vectoriel appelé champ de gravitation qui est indépendant de la masse m. Tout objet de masse m placé à proximité de la Terre subit une force appelée poids P : on défini le champ de pesanteur g = P / m. En première approximation (si on néglige l'attraction lunaire, solaire, l'effet de la rotation de la Terre sur elle-même) on peut assimiler le champ de pesanteur au champ de gravitation à la surface de la Terre. Dans un domaine restreint (de l'ordre du kilomètre) on peut considérer que le champ de pesanteur est uniforme : en tout point les vecteurs qui le décrivent ont même direction, même sens et même norme g = champ de pesanteur local. |