Physique-Chimie 1ère : Interactions fondamentales et champs

1. La loi de Coulomb

La loi de Coulomb décrit l’interaction électrostatique entre deux particules chargées. Elle s’exprime par :

F = k 	imes rac{|q_1 	imes q_2|}{r^2}

où :

• F : la force exercée entre les deux charges (en newtons, N),
• k : la constante de Coulomb (≈ 8,99 × 10^9 N·m² / C²),
• q_1, q_2 : les charges électriques (en coulombs, C),
• r : la distance entre les charges (en mètres, m).

La force est attractive si les charges sont de signes opposés et répulsive si elles sont de même signe.

2. Le champ électrostatique

Le champ électrique créé par une charge q est un vecteur noté →E. Il indique la direction et l’intensité de la force qu’exerce cette charge sur une charge de test positive q_t située en un point

La norme de →E en un point P est donnée par :

E = k 	imes rac{|q|}{r^2}

où :

• q : la charge source (en C),
• r : la distance entre la charge et le point P,
• Le vecteur →E est orienté :
  • vers la charge si q > 0 (charge positive),
  • en sens inverse si q < 0 (charge négative).

3. Résumé

• La force entre deux charges suit la loi de Coulomb : F = k × |q_1 q_2| / r^2.
• Le champ électrique est un vecteur uni-directionnel dont l’intensité diminue avec le carré de la distance et dépend de la charge source.

4. Applications

Ce concept est fondamental pour comprendre la structure de la matière, le fonctionnement des condensateurs, ou encore la propagation des ondes électromagnétiques.