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...@@ -575,9 +575,9 @@ par le paramètre appelé charge électrique de la particule. ...@@ -575,9 +575,9 @@ par le paramètre appelé charge électrique de la particule.
La force qui décrit l'action d'un champ électromagnétique $`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`$ La force qui décrit l'action d'un champ électromagnétique $`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`$
sur une particule de charge $`q`$ est la force de Lorentz d'expression sur une particule de charge $`q`$ est la force de Lorentz d'expression
$`\overrightarrow{F}_{\,Lorentz}=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}\Big)`$ $`\overrightarrow{F}_{\,Lorentz}=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\Big)`$
  où $`\overrightarrow{v}`$ est le vecteur vitesse de la particule dans le référentiel d'inertie de l'observation.   où $`\overrightarrow{\speed}`$ est le vecteur vitesse de la particule dans le référentiel d'inertie de l'observation.
!!!!! référentiel d'inertie = référentiel galiléen !!!!! référentiel d'inertie = référentiel galiléen
...@@ -589,19 +589,19 @@ $`d\mathcal{W}_{\,Lorentz}=\overrightarrow{F}_{Lorentz}\cdot\overrightarrow{dl}` ...@@ -589,19 +589,19 @@ $`d\mathcal{W}_{\,Lorentz}=\overrightarrow{F}_{Lorentz}\cdot\overrightarrow{dl}`
soit soit
$`\begin{align} $`\begin{align}
d\mathcal{W}_{\,Lorentz}&=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}\Big)\cdot\overrightarrow{dl}\\ d\mathcal{W}_{\,Lorentz}&=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\Big)\cdot\overrightarrow{dl}\\
&\\ &\\
&= q\Big(\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)+ q\Big(\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)\\ &= q\Big(\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)+ q\Big(\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}\Big)\\
&\\ &\\
&= q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl} + q\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big) \\ &= q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl} + q\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big) \\
\end{align}`$ \end{align}`$
où $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$ est le produit mixte de la séquence des trois vecteurs. où $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$ est le produit mixte de la séquence des trois vecteurs.
Comme les vecteurs $`\overrightarrow{v}`$ et $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{v}\,dt`$ du produit mixte sont colinéaires, celui-ci Comme les vecteurs $`\overrightarrow{\speed}`$ et $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$ du produit mixte sont colinéaires, celui-ci
est donc nul, est donc nul,
$`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$, $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$,
!!!! !!!!
!!!! <details markdown=1> !!!! <details markdown=1>
...@@ -614,19 +614,19 @@ $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$, ...@@ -614,19 +614,19 @@ $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$,
!!!! C'est donc un nombre réel, dont la valeur absolue s'identifie au volume du parallélépipéde !!!! C'est donc un nombre réel, dont la valeur absolue s'identifie au volume du parallélépipéde
!!!! créé les trois vecteurs $`\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c}`$. !!!! créé les trois vecteurs $`\vec{a}\,,\vec{b}\,,\vec{c}`$.
!!!! !!!!
!!!! Dans le cas étudié, deux vecteurs au moins du produit mixte $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$ !!!! Dans le cas étudié, deux vecteurs au moins du produit mixte $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$
!!!! sont colinéaires car $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{v}\,dt`$. !!!! sont colinéaires car $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$.
!!!! Je peux dès lors m'assurer que ce produit mixte est nulle, !!!! Je peux dès lors m'assurer que ce produit mixte est nulle,
!!!! * soit en remarquant que trois vecteurs dont deux sont colinéaires s'inscrivent dans un même plan (2D) !!!! * soit en remarquant que trois vecteurs dont deux sont colinéaires s'inscrivent dans un même plan (2D)
!!!! et donc le volume (3D) construit par ces trois vecteurs est nul : !!!! et donc le volume (3D) construit par ces trois vecteurs est nul :
!!!! $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$ !!!! $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$
!!!! * soit en utilisant l'invariance du produit mixte par permutation circulaire, !!!! * soit en utilisant l'invariance du produit mixte par permutation circulaire,
!!!! $`\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=\Big(\overrightarrow{dl},\overrightarrow{v},\overrightarrow{B}\Big)`$ !!!! $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=\Big(\overrightarrow{dl},\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B}\Big)`$
!!!! $`=dt\times\Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{v},\overrightarrow{B}\Big)`$ !!!! $`=dt\times\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B}\Big)`$
!!!! et en remarquant que le produit vecoriel de deux vecteurs colinéaires est nul : !!!! et en remarquant que le produit vecoriel de deux vecteurs colinéaires est nul :
!!!! $`\big\Vert\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{v}\big\Vert=\big\Vert\overrightarrow{v}\big\Vert\cdot\big\Vert\overrightarrow{v}\big\Vert\cdot \sin 0=0`$ !!!! $`\big\Vert\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{\speed}\big\Vert=\big\Vert\overrightarrow{\speed}\big\Vert\cdot\big\Vert\overrightarrow{\speed}\big\Vert\cdot \sin 0=0`$
!!!! $`\Longrightarrow \overrightarrow{v}\land\overrightarrow{v}=\overrightarrow{0}`$ !!!! $`\Longrightarrow \overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{\speed}=\overrightarrow{0}`$
!!!! $`\Longrightarrow \Big(\overrightarrow{v},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$ !!!! $`\Longrightarrow \Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$
!!!! </details> !!!! </details>
!!!! !!!!
...@@ -636,9 +636,9 @@ $`\mathcal{W}_{\,Lorentz} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}`$ ...@@ -636,9 +636,9 @@ $`\mathcal{W}_{\,Lorentz} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}`$
! *Remarque :* ! *Remarque :*
! !
! La *force magnétique $`\overrightarrow{F}_{\,magn.}=q\,\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B}`$*, ! La *force magnétique $`\overrightarrow{F}_{\,magn.}=q\,\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}`$*,
! par nature perpendiculaire au vecteur vitesse $`\overrightarrow{v}`$ et donc au vecteur déplacement ! par nature perpendiculaire au vecteur vitesse $`\overrightarrow{\speed}`$ et donc au vecteur déplacement
! élémentaire $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{v}\,dt`$ en tout point de la trajectoire de la particule ! élémentaire $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$ en tout point de la trajectoire de la particule
! de charge $`q`$, *ne travaille pas* : ! de charge $`q`$, *ne travaille pas* :
! !
! $`\mathbf{d\mathcal{W}_{\,magn} = \overrightarrow{F}_{magn}\cdot \overrightarrow{dl}=0}`$ ! $`\mathbf{d\mathcal{W}_{\,magn} = \overrightarrow{F}_{magn}\cdot \overrightarrow{dl}=0}`$
...@@ -649,7 +649,7 @@ $`\mathcal{W}_{\,Lorentz} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}`$ ...@@ -649,7 +649,7 @@ $`\mathcal{W}_{\,Lorentz} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}`$
La puissance cédée par le champ à cette particule s'écrit : La puissance cédée par le champ à cette particule s'écrit :
$`\mathbf{d\mathcal{P}_{cédée} = \dfrac{d\mathcal{W}_{\,Lorentz}}{dt} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}}`$ $`\mathbf{\mathcal{P}_{cédée} = \dfrac{d\mathcal{W}_{\,Lorentz}}{dt} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}}`$
<!---QUESTION- que peut se poser l'apprenant-------------- <!---QUESTION- que peut se poser l'apprenant--------------
Pourquoi la dérivée par rapport au temps de l'énergie ne s'applique que sur dl et pas sur E? Pourquoi la dérivée par rapport au temps de l'énergie ne s'applique que sur dl et pas sur E?
...@@ -659,31 +659,31 @@ Pourquoi la dérivée par rapport au temps de l'énergie ne s'applique que sur d ...@@ -659,31 +659,31 @@ Pourquoi la dérivée par rapport au temps de l'énergie ne s'applique que sur d
##### Puissance cédée dans un matériau ##### Puissance cédée dans un matériau
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \mathcal{n}\,q\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}`$ $`d\mathcal{P}_{cédée} = \mathcal{n}\,q\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}`$
$`\dens=\mathcal{n}\,q`$ $`\dens=\mathcal{n}\,q`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \dens\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}`$ $`d\mathcal{P}_{cédée} = \dens\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}`$
$`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v}=\overrightarrow{v}\cdot\overrightarrow{E}`$ $`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}=\overrightarrow{\speed}\cdot\overrightarrow{E}`$
$`\overrightarrow{j}=\dens\,\overrightarrow{v}`$ $`\overrightarrow{j}=\dens\,\overrightarrow{\speed}`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\,\tau`$ $`d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \mathcal{n}_i\,q_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v_i}`$ $`d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \mathcal{n}_i\,q_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \dens_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{v_i}`$ $`d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \dens_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p\overrightarrow{j_i}\cdot\overrightarrow{E}\,\tau`$ $`d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p\overrightarrow{j_i}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}_{tot}\cdot\overrightarrow{E}\,\tau`$ $`d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}_{tot}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
$`\overrightarrow{j}_{tot}=\overrightarrow{j}`$ $`\overrightarrow{j}_{tot}=\overrightarrow{j}`$
$`\mathbf{d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\,\tau}`$ $`\mathbf{d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau}`$
......
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