Cours Loi de Coulomb
QCM
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L'énoncé

Cocher la ou les bonnes réponses pour chaque proposition.

Données : $G = 6.67\times 10^{-11} N.m^{2}.kg^{-2}$ ;

$k = 9.0\times 10^{9} N.m^{2}.C^{-2}$ ;

masse de la Terre $M_{T} = 5.98\times 10^{24} kg$ ;

masse de la Lune $M_{L} = 7.5\times 10^{22} kg$ ;

distance Terre-Lune : $d_{T-L} = 3.85\times 10^{5} km.$


Tu as obtenu le score de


Question 1

Un objet $A$ de masse $m_1 = 20 kg$ exerce une force $F$ de norme $2000 nN$ sur un objet $B$ de masse $m_2 = 50 kg$. La distance entre $A$ et $B$ vaut :

$d=\sqrt{\dfrac{-G\times m_1\times m_2}{F}}$

$d=\dfrac{-G\times m_1\times m_2}{F}$

$d=\dfrac{-G\times m_1\times m_2}{F^2}$

$d=\dfrac{F}{-G\times m_1\times m_2}$

Attention aux signes !

On a : 

$\vec{F}_{M_1/M_2} = - G \times \dfrac{m_1\times m_2}{d^2}\times \vec{u}$ avec $||\vec{u}|| = 1$

Donc $d^2 = - G \times \dfrac{m_1\times m_2}{-||\vec{F}||} $

Et  $d=\sqrt{\dfrac{-G\times m_1\times m_2}{F}}$ avec $F = -||\vec{F}||$

Question 2

Un objet $A$ de masse $m_1 = 20 kg$ exerce une force $F$ de norme $2000 nN$ sur un objet $B$ de masse $m_2 = 50 kg$. La distance entre $A$ et $B$ vaut :

18 m

180 m

0.18 m

18 cm

Attention aux unités !

On a : $d=\sqrt{\dfrac{-G\times m_1\times m_2}{F}}$ avec $F = -||\vec{F}||$

Donc $d=\sqrt{\dfrac{-6.67\times 10^{-11}\times 20\times 50}{2\times 10^{-6}}} = 0.18 m$

Question 3

On considère deux particules $q_A = 350 pC$ et $q_B = 500 pC$ placées en $A$ et $B,$ distantes de 5 cm l'une de l'autre. La norme de la force $\vec{F}$ vaut : 

$6.3\times 10^{-5} N$

$6.3\times 10^{5} N$

$6.3\times 10^{-7} N$

$6.3\times 10^{7} N$

Attention aux unités ! Rappel : $1 pC = 10^{-12} C$

On a : 

$\vec{F}_{M_1/M_2} = k\times \dfrac{q_1\times q_2}{d^{2}}\times \vec{u}$ avec $||\vec{u}|| = 1$

Donc $F = 9.0\times 10^{9}\times \dfrac{350\times 10^{-12}\times 500\times 10^{-12}}{(5\times 10^{-2})^{2}} = 6.3\times 10^{-7} N$

Question 4

La force de gravitation exercée par la Terre sur la Lune vaut :

Noter le résultat.

$2\times 10^{10} N$

$2\times 10^{20} N$

$2 N$

$200 N$

Attention aux unités !

Pour calculer la force de gravitation, il faut écrire la relation : $F = G\times \dfrac{M_{T}\times M_{L}}{d_{T-L}^{2}}$

D'où : $F = 6.67\times 10^{-11}\times \dfrac{5.98\times 10^{24}\times 7.5\times 10^{22}}{(3.85\times 10^{8})^{2}} = 2\times 10^{20} N$

Question 5

La norme du champ de gravitation $\vec{P}$ de la Lune vaut donc :

$2.7\times 10^{-6} N.kg^{-1}$

$2.7\times 10^{-3} N.kg$

$2.7 mN.kg^{-1}$

$2.7\times 10^{-1} N.kg$

Attention aux unités !

Soit $P$ le champ gravitationnel de la Lune. On sait que : $\vec{F} = M_{L}\times \vec{P}$

Donc $P = \dfrac{F}{M_{L}} = \dfrac{2\times 10^{20}}{7.5\times 10^{22}} = 2.7\times 10^{-3}$