Force de Laplace N°1

[mwilli]

Bonjour à tous,

S'il vous plaît, merci de votre aide pour la résolution de l'exercice joint. Merci d'avance de vos explications détaillées.

Cordialement

Laplace_barre de cuivre.odt

[Gogoumo]

Bonsoir,

Voir pièce jointe.

 

Laplace.odt

[mwilli]

Bonsoir Gogoumo :

Du travail bien fait ! Merci infiniment.

Cordialement

 

[volcano47]

effectivement mwilli, étourderie de ma part : le champ est évidemment dirigé perpendiculairement à MN ! puisque c'est le courant qui est selon MN ... mes excuses !

[mwilli]

Merci beaucoup volcano47. 

Cordialement

[mwilli]

Bonjour Gogoumo,

Merci encore pour votre riche contribution. Après avoir examiné à fond votre corrigé, je voudrais vous poser la question suivante dont dépend le calcul de l'intensité de la force F: pourquoi doit-on multiplier par la longueur de la tige comme vous l'avez fait, et non pas la largeur de l'entrefer où règne le champ magnétique ?

D'autre part, pourriez-vous, s'il vous plaît, me préciser cette fameuse règle de la main droite, car en refaisant l'exercice, je ne suis pas parvenu à déterminer le sens de F.

Merci d'avance de votre compréhension (c'est comme ça que je travaille depuis longtemps; je refais les exercices sans regarder le corrigé et j'essaie de trouver d'autres similaires...)

Cordialement

[volcano47]

non, la largeur de l'entrefer n'intervient pas ; on nous dit que dans la zone où se le barreau MN , il règne un champ uniforme B dont on nous donne la valeur numérique.

Ensuite , le fait que la barre de cuivre soit parcourue par un courant génère l'apparition d'une force magnétique  , la force de Laplace . Un élément de  conducteur de longueur dl parcouru par un courant i se trouvant dans un champ magnétique B est soumis à une force  . Ici on a un conducteur de longueur L, le courant est I et le produit vectoriel se réduit à un vecteur F de module B I L  (puisque les angles sont droits) ;  moi , pour ce qui concerne son sens et sa direction , je parlais dans un précédent message de la règle de l'observateur d' Ampère, mais je m'étais trompé sur la situation du champ B (  ) que cogoumo a évidemment rétabli . Sinon , à part cette erreur .... c'était juste ( hm !...).

Je veux dire que dans l'expression ci-dessus , un observateur couché sur le courant dl  (qui lui rentre par les pieds et sort par la tête) , regardant en direction de B , voit la force magnétique F dans la direction de son bras gauche (c'est dans cet ordre qu'on manipule les trois vecteurs impliqués dans le produit vectoriel en général ) 

[mwilli]

Merci beaucoup volcano47 pour ces explications claires.

Cordialement

[Gogoumo]

Bon, je n'ai pas grand chose à ajouter après les explications de Volcano.
La règle de l'observateur d'Ampère ou celle des trois doigts de la main droite qui sont équivalentes permettent de retrouver le sens d'un des éléments (F , B, I ) quand on connait les deux autres.
On trouve de nombreux schémas sur internet à ce sujet.
En ce qui me concerne, j'utilise parfois un simple post-it plié en son milieu pour former un dièdre ce qui m'évite des torsions du poignet qui ne sont plus de mon âge.

[volcano47]

parfois , certains se contentent de désigner le champ magnétique mais il faut mieux éviter en société.

[mwilli]

Bonjour à tous,

Merci beaucoup à vous Gogoumo et volcano47 . Je me sens à l'aise avec ces schémas si "pédagogiques" , couplés avec vos explications détaillées; grâce à ce "protocole", on a une illustration claire de la question.

Gogoumo,  pour moi aussi, les contorsions de la main ne sont plus de mon âge ..

Cordialement

 

[volcano47]

une dernière remarque si ça peut présenter de l'intérêt et généraliser le produit vectoriel : dans un trièdre direct comme le repère Oxyz couramment utilisé pour représenter l'espace physique, les trois vecteurs unitaires i,j,k correspondants sont tels que i ^ j =k : si on imagine un tire-bouchon qui tendrait à faire tourner Ox vers Oy (rotation d'angle positif), alors ce tire-bouchon monte vers les z positifs (tire-bouchon de Maxwell). 

voilà, voilà 

[mwilli]

Bonjour à tous,

Merci beaucoup volcano47. Bien sûr, c'est très utile dans la mesure où ça enrichit le débat et me permet personnellement de découvrir ce "tire-bouchon de Maxwell" et ainsi aiguiser encore plus ma curiosité.  (oui, le savoir n'a pas d'âge, comme disait l'autre).

Cordialement