|Exercices |INTERACTIONS |Première S |

La constante de gravitation universelle G = 6,67.10-11 S.I.
La constante électrique (dans le vide ou dans l’air) k = 9.109 S.I. masse de l’électron : me = 9,1.10-31 kg ; masse du proton : mp = 1,67.10-27 kg charge élémentaire e = 1,6.10-19 C

Exercice n°1 : L’atome d’hydrogène.
Un atome d’hydrogène est constitué d’un proton et d’un électron. L’ordre de grandeur du rayon de cet atome est de 0,1 nm.

1. Calculer la valeur de la force d’interaction gravitationnelle s’exerçant entre le proton et l’électron.
2. Calculer la valeur de la force d’interaction électrique s’exerçant entre le proton et l’électron.
3. Comparer ces deux interactions et conclure.
4. L’interaction forte se manifeste-t-elle dans un atome d’hydrogène ?

Exercice n°2 : L’atome d’iode.
Un atome d’iode a pour nombre de charge Z = 53 et pour nombre de masse A = 127. Les électrons périphériques de cet atome se trouve à une distance moyenne du noyau d = 2,16.10-10 m.

1. Calculer la valeur de la force d’interaction gravitationnelle s’exerçant entre le noyau et un électron périphérique.
2. Calculer la valeur de la force d’interaction électrique s’exerçant entre le noyau et ce même électron périphérique.
3. Comparer ces deux forces et conclure.

Exercice n°3 : Des forces « incroyables ».
Considérons une force analogue à la gravitation qui varie comme l’inverse du carré de la distance, mais qui soit environ un milliard de milliard de milliard de milliard de fois plus intense. Et avec une autre différence. Il y a deux espèces de matière que nous pouvons appeler positive et négative. Celles de même espèce se repoussent et celles d’espèces différentes s’attirent.
Une telle force existe : c’est la force électrique… Toute matière est un mélange constitué de protons et d’électrons qui s’attirent et se repoussent. L’équilibre est si parfait