Physique-Chimie · Terminale · Mouvements et interactions
Mouvement dans un champ uniforme
Un tir, une parabole.
En bref
Un champ uniforme a même valeur, même direction et même sens en tout point.
Un champ uniforme a même valeur, même direction et même sens en tout point. La force qui en découle est constante, donc l’accélération aussi : le mouvement est toujours le même, à un facteur près.
Les deux champs, côte à côte
| Champ de pesanteur | Champ électrique | |
|---|---|---|
| Sa valeur | g ≈ 9,81 m·s⁻² près du sol | E = U / d entre deux plaques |
| La force | P = m g | F = q E |
| L’accélération | a = g | a = qE/m |
| Dépend-elle de l’objet ? | Non : indépendante de la masse | Oui : masse et charge |
| Ce que cela permet | Une plume et une bille tombent ensemble dans le vide | Trier des particules |
Le mouvement d’un projectile ne dépend pas de sa masse ; celui d’une particule chargée en dépend. Confondre les deux cas est l’erreur la plus fréquente du chapitre.
Les équations du tir
Avec une vitesse initiale v₀ faisant un angle α avec l’horizontale :
| Axe | Accélération | Vitesse | Position |
|---|---|---|---|
| x | a_x = 0 | v_x = v₀ cos α | x = v₀ cos α × t |
| y | a_y = −g | v_y = −g t + v₀ sin α | y = −½ g t² + v₀ sin α × t + y₀ |
En éliminant t : y = −g x² / (2 v₀² cos²α) + x tan α + y₀ — l’équation d’une parabole.
Le mouvement se décompose donc en un mouvement uniforme à l’horizontale et uniformément accéléré à la verticale, et les deux sont indépendants.
Portée et flèche
| Grandeur | Comment on la trouve |
|---|---|
| La flèche — altitude maximale | Quand v_y = 0 |
| La portée | Le second point où y retrouve sa valeur initiale |
| L’angle optimal, sans frottement | 45° |
Le champ électrique entre deux plaques
E = U / d, dirigé du + vers le −.
| La charge est… | La force est… |
|---|---|
| Positive | Dans le sens de E |
| Négative | En sens inverse de E |
L’analogie
Un électron lancé perpendiculairement à E entre deux plaques suit exactement la même parabole qu’un ballon lancé horizontalement : mêmes équations, seul le rapport force/masse change.
Le poids d’un électron est d’ailleurs totalement négligeable devant la force électrique — on ne le fait pas figurer au bilan.
Le raccourci énergétique
En l’absence de frottement, l’énergie mécanique se conserve : ½mv² + mgz = constante.
Elle donne une vitesse en un point sans passer par les équations horaires. C’est très souvent le chemin le plus court.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Un champ uniforme est un champ…
2.La trajectoire d’un projectile en chute libre avec vitesse initiale oblique est…
3.Le mouvement d’un projectile en chute libre dépend de sa masse.
4.Que vaut le champ électrique entre deux plaques parallèles distantes de d, sous tension U ?
5.Quand la flèche d’un tir est-elle atteinte ?
6.L’accélération d’une particule chargée dans un champ électrique uniforme vaut…
0 / 6 questions
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La fiche de révision, sur une page
Tout « Champ uniforme » sur une seule page A4 illustrée : l’essentiel, les pièges et un mini-test. Elle se débloque dans l’app avec des gemmes — et ton compte gratuit en offre assez pour tes trois premières fiches.
