Réseaux Gurumuda
Réseaux de diffraction – problèmes et solutions
1. Un réseau comportant 4000 fentes par centimètre est éclairé par une lumière monochromatique et produit une raie brillante du second ordre à un angle de 30°. Quelle est la longueur d'onde de la lumière utilisée ? (1 Å = 10⁻¹⁰ m )
Connu :
La distance entre les fentes (d) = 1 / (4000 fentes / cm) = 0.00025 cm = 2.5 x 10⁻⁴ cm = 2.5 x 10⁻⁶ mètres
Ordre (n) = 2
Sin 30 ° = 0.5
1 Å = 10⁻¹⁰ m
Collisions inélastiques
La loi de conservation de l'énergie cinétique ne s'applique pas aux collisions inélastiques. La loi de conservation de la quantité de mouvement s'applique aux collisions inélastiques uniquement si aucune force extérieure n'agit sur les deux objets en collision. Lors d'une collision inélastique, les deux objets restent collés l'un à l'autre après le choc.
Exemple de question 1.
Deux objets ont la même masse, soit 1 kg. L'objet 1 se déplace sur un plan horizontal à une vitesse de 10 m/s et entre en collision avec l'objet 2, initialement au repos. Après la collision, les deux objets restent collés. Quelle est la vitesse des deux objets après la collision ?
Collisions partiellement élastiques
Lors de collisions partiellement élastiques, la loi de conservation de la quantité de mouvement s'applique, contrairement à celle de l'énergie cinétique. Au moment de la collision, une partie de l'énergie cinétique est convertie en énergie sonore, en énergie thermique et en énergie interne. Le terme « élastique » indique qu'après la collision, les deux objets ne restent pas collés mais rebondissent.
Un exemple de collision partiellement élastique est la collision unidimensionnelle de deux billes ou de deux boules de billard.
Conservation de la quantité de mouvement linéaire
La loi de conservation de la quantité de mouvement linéaire stipule que s'il n'existe aucune force extérieure agissant sur deux objets entrant en collision, la quantité de mouvement des objets avant la collision est égale à la quantité de mouvement des objets après la collision.
p 1 + p 2 = p 1 ' + p 2 ' ………………….. Équation 1.4
m 1 contre 1 + m 2 contre 2 = m 1 contre 1 ' + m 2 contre 2 '
Si, après la collision, les deux objets restent collés,
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
Collisions parfaitement élastiques
On dit qu'une collision entre deux objets est parfaitement élastique si la quantité de mouvement ou l'énergie cinétique de chaque objet avant la collision est égale à sa quantité de mouvement et à son énergie cinétique après la collision. Autrement dit, les lois de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie cinétique s'appliquent aux collisions parfaitement élastiques. Le terme « élastique » indique qu'après la collision, les deux objets ne restent pas collés l'un à l'autre mais rebondissent. La quantité de mouvement de chaque objet est conservée.
La quantité de mouvement de chaque objet est conservée.
Principe de l'énergie mécanique du travail
Le théorème de l'énergie cinétique stipule que le travail net, ou le travail effectué par la force résultante, est égal à la variation d'énergie cinétique.
W net = TO t – TO o = 1/2 m(v t 2 – v o 2 )
Le travail net (W <sub>net</sub> ) est la somme du travail effectué par une force conservative et du travail effectué par une force non conservative. Il existe deux types de forces : les forces conservatives et les forces non conservatives.
Wc + Wnc = ΔKE
Travail effectué par les forces conservatives Énergie potentielle
Considérons un objet qui se déplace verticalement vers le haut, puis revient à sa position initiale après avoir atteint une hauteur maximale. Lors de ce mouvement ascendant, le poids de l'objet effectue un travail négatif. Sa hauteur augmente, et par conséquent son énergie potentielle gravitationnelle. On peut donc conclure que le travail négatif effectué par le poids est égal à l'augmentation de l'énergie potentielle gravitationnelle de l'objet.
Force conservatrice et force non conservatrice
1. Force conservatrice
1.1 Poids (w)
Observez un objet qui se déplace verticalement vers le haut jusqu'à atteindre une hauteur maximale avant de redescendre vers sa position initiale. Lors de ce déplacement vertical de distance h, le poids exerce un travail de sens opposé au déplacement de l'objet. Par conséquent, le poids effectue un travail négatif sur l'objet.
W = wh (cos 180 ° ) = – wh = – mgh
Après avoir atteint une hauteur maximale, l'objet se déplace vers le bas, en direction de sa position initiale, d'une distance h. Lors de ce mouvement descendant, le poids est orienté dans le même sens que le déplacement. Par conséquent, le poids effectue un travail positif.
Principe de l'énergie cinétique
Lorsqu'une force résultante agit sur un objet, celui-ci subit une accélération (un déplacement). Cette accélération modifie la vitesse de l'objet. Autrement dit, le travail effectué par la force résultante dépend de la vitesse initiale et de la vitesse finale de l'objet.
Le travail effectué sur un objet par une force résultante constante est :
W net = ΣF s
La deuxième loi de Newton stipule que si une force résultante agit sur un objet, celui-ci subit une accélération.
Travail effectué par la force
1.1 Définition du travail
Si vous poussez un livre sur une table jusqu'à ce qu'il se déplace, on dit que vous avez effectué un travail sur le livre. Si un objet tombe au sol sous l'effet de la force gravitationnelle, on dit que cette force a effectué un travail sur l'objet. En revanche, si vous poussez un objet de toutes vos forces au point de transpirer abondamment, mais que l'objet ne bouge pas, on dit que vous n'avez effectué aucun travail sur l'objet. Dans le langage courant, on pourrait dire que vous avez fourni un effort en poussant l'objet, mais en physique, vous n'avez effectué aucun travail sur l'objet puisqu'il n'y a pas eu de déplacement.