Force de Laplace

Electromagnétisme
lundi 5 mars 2007
par  Naïm Hamdi, Nemo Rime, Vitangelo Pagliarulo
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Pour réaliser ce laboratoire, nous avons utilisé une machine comme celle ci-dessous, nous avons commencé par ajuster le conducteur électrique pour qu’il soit exactement au niveau de la règle, avec la masse que nous déplacerons tout au long de l’expérience, situé sur le point 0 de la petite règle.

Après avoir effectué tous les réglages nécessaires, nous pouvons commencer notre travail qui constitue à faire avancer la petite masse, pesant $1.8$g, et à compenser par du courant, dans le conducteur électrique, afin qu’il reste toujours parallèle au niveau du sol. Nous déplacerons cette masse de $0.01$m à chaque fois et mesurerons l’intensité du courant nécessaire afin de réajuster le conducteur électrique au niveau de la règle jusqu’à $0.07$m, en fait il s’agit d’un équilibre entre la masse et le courant. Cela nous permet d’obtenir le tableau ci-dessous :

Distance(d2)(cm) Courant(+/- 0.01) (A)
1
0.25
2
0.56
3
0.96
4
1.32
5
1.65
6
1.82
7
2.15

Ensuite nous utilisons la règle du moment de force pour établir :

$F_{Laplace}*d_{1}=F*d_{2}$

($F=m*g$)

$F_{Laplace}=F*d_{2}/d_{1}$

$F_{Laplace}=m*g*d_{2}/d_1}$

Avec comme données :

$m = 1.8g = 0.0018kg$

$g = 9.81m/s$

$d_{1} = 0.09m$

$d_{2} =$distance entre la masse que nous déplaçons et le point $0$ de la règle. (cf tableau).

Nous obtenons donc ces forces :

ForceLaplace(N)
1.962*10-3
3.924*10-3
5.886*10-3
7.848*10-3
9.810*10-3
1.118*10-2
1.373*10-2

Remarque : Nous avons utilisé comme $d_{1}$ $0.09$m et non pas $0.1$m comme dans le protocole, car nous avons constaté que c’était faux, lorsque nous avons fait la mesure nous-même.

Pour trouver la droite d’ajustment aux points de mesure, nous avons utilisé le programme Mathematica, qui nous permet une plus grande précision. La réponse obtenue est la suivante :

$0.00626665x$

Donc, ce résultat nous donne la pente de la droite d’ajustement.

Voici le graphique que nous obtenons après avoir réalisé toutes les mesures et fait tous les calculs, avec la droite d’ajustement en rouge :

La pente correspond à $B*l$

Nous pouvons donc maintenant calculé $B$ qui est la valeur du champ magnétique car nous savons la valeur de $l$ qui est égale à $0.05m$.

B est égale à :

$B=\frac{{pente}}{l}$

$B=\frac{{0.00626665}}{0.05}$

$B = 0.125333$ T

La longueur utile $l$ du conducteur placé dans l’entrefer du bloc aimanté est de $0.05$m, avec une incertitude de +/- $0.0025$m.

Nous obtenons donc :

$B=\frac{{0.00626665}}{0.0525}=0.119365$ T

$B=\frac{{0.00626665}}{0.0475}=0.131929$ T

Nous constatons donc que l’incertitude de $B$
est de +/- $0.006$ T

Conclusion :

Nous sommes satisfait de nos mesures, car premièrement sur le graphique nous remarquons que nos point sont quasi aligné et deuxièmement parce que nous avons obtenu un champ magnétique correct ; nous affirmons ces dire en nous basant sur de précédents laboratoires réaliser avec le même protocole.
De plus nous avons appris ce qu’est exactement la formule de la force de Laplace et compris son utilisation.


Commentaires  forum ferme

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lundi 5 mars 2007 à 10h03 - par  Bernard Vuilleumier

Appréciation
- Bon travail.
- Bonne présentation.
- Il subsiste quelques fautes d’orthographe (le correcteur ne voit pas tout).

Remarques
- Il manque un descriptif rapide, ce qui a pour effet de placer tout le contenu de votre article dans le cadre réservé au descriptif.
- Ce n’est pas très habile de parler d’équilibre entre masse et courant, même si on comprend ce que vous voulez dire (on ne peut équilibrer que des grandeurs de même nature).
- Les unités que vous avez données pour g sont fausses : il s’agit d’une accélération en $m/s^2$.