DS 1°S PHYSIQUE-CHIMIE lundi 20 septembre 2010

M. Meunier (1°S2) et M. Douëzy (1°S1)
Durée : 2 h ; calculatrice autorisée

Exercice 1 : (7 points)

Dans un atome d'hydrogène, la distance entre le noyau et l'électron est variable. On la considère ici égale à d = 0,53.10-10 m.
1. Donner l'expression puis calculer la valeur de l'interac­tion électrique entre ces deux particules.
Cette interaction est-elle attractive ou répulsive?
2. Mêmes questions pour l'interaction gravitationnelle entre les deux particules.
3. Comparer les valeurs des deux interactions et commenter.
4. A quelle distance du noyau faudrait-il placer l’électron pour que les valeurs des deux interactions soient égales.

Données : masse du proton : mp = 1,67.10-27 kg, masse de l’électron : me = 9,09.10-31 kg, charge élémentaire : e = 1,6.10-19 C, k = 9,0.109 SI, G = 6,67.10-11 SI.

Exercice 2 : (4 points)

On réalise l'expérience suivante:
C est un crayon à papier, dont on a taillé les deux bouts, la mine dépasse à chaque extrémité. V est du verre isolant. On touche l'extrémité A avec un bâton chargé négativement: la boule du pendule s'écarte.
Pour chaque phrase ci-dessous choisir la bonne expression. (Choix à justifier.)
1. La mine est isolante / conductrice.
2. Des électrons sont passés de la mine sur le bâton / du bâton sur la mine.
3. Des électrons sont passés de la mine sur la boule / de la boule sur la mine.
4. La boule s'est chargée négativement / positivement.

Exercice 3 : (5 points)

Un disque d’aluminium (Z = 13, A = 27) d’épaisseur e = 13 μm a un rayon R = 5 cm. Sa masse volumique est ρ = 2,70 g.cm-3.
1. Montrer que la masse du disque est m = 2,76.10-1 g.
2. Déterminer le nombre d’atomes d’aluminium puis le nombre d’électrons présents dans ce disque.
3. Le disque est électrisé et porte une charge électrique positive q = 5 pC. Quel est le nombre de particules chargées transférées au cours de