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Poid et force électrique
Dans cet exercice, l'objectif est de comprendre pourquoi nous pouvons négliger le poids dans les problèmes impliquant des particules chargées. Pour cela, nous comparons l'ordre de grandeur du poids à celui de la force électrique.
Le poids est déterminé par la formule m fois g, où m est la masse de la particule et g est l'accélération due à la pesanteur (environ 9,8 m/s²). La force électrique, quant à elle, est calculée en multipliant la charge électrique de la particule (q) par le champ électrique (E).
En prenant des ordres de grandeur typiques, le champ électrique est d'environ quelques volts par mètre. Les paramètres importants sont la masse des particules - pour un électron environ 9 x 10-31 kg et pour un proton environ 9 x 10-27 kg - ainsi que la charge électrique qui est d'environ 10-19 coulombs.
En se concentrant uniquement sur les normes des forces, on néglige les unités. Donc, en termes de poids, le proton a la masse la plus grande et donc le poids le plus élevé, qui est d'environ 10-26 newtons. Pour la force électrique, elle est d'environ 10-19 newtons, ce qui est beaucoup plus élevé que le poids. Il y a donc sept ordres de grandeur entre la force électrique et le poids.
Comme le champ électrique peut être beaucoup plus élevé que quelques volts par mètre, la force électrique est bien plus grande que le poids. C'est pourquoi, dans les problèmes impliquant des particules chargées dans des champs électromagnétiques, nous négligeons le poids.
