a) Calculez la charge électrique du noyau en coulombs.

b) Déterminez la masse approximative du noyau.

Données: e = 1.6×10^-19 C, m_n ≈ m_p ≈ 1.67×10^-27 kg

a) Calculez la force de répulsion électrostatique entre elles.

b) Comparez cette force avec le poids d’une particule α.

Données: k = 9×10⁹ N·m²/C², g = 9.81 m/s²

Un solide de masse m = 5 kg est soumis à une force F₁ = 20 N vers la droite et accélère à 2 m/s².

a) Déterminez la force F₂ vers la gauche.

b) Quelle serait l’accélération si F₂ = 5 N?

Un palet de hockey glisse sans frottement sur une surface horizontale gelée à vitesse constante.

a) Appliquez la première loi de Newton à cette situation.

b) Que se passe-t-il si le palet heurte une butée?

Deux patineurs A (m = 60 kg) et B (m = 80 kg) se repoussent.

a) Si A acquiert une accélération de 2 m/s², quelle est l’accélération de B?

b) Comparez les forces exercées par A sur B et par B sur A.

Dans l’atome d’hydrogène, l’électron décrit une orbite circulaire de rayon r = 5.3×10^-11 m.

a) Montrez que la force électrostatique joue le rôle de force centripète.

b) Calculez la vitesse de l’électron sur cette orbite.

Données: m_e = 9.1×10^-31 kg, e = 1.6×10^-19 C, k = 9×10⁹ N·m²/C²

Un électron passe du niveau n=3 au niveau n=1 dans un atome d’hydrogène.

a) Calculez l’énergie libérée (en eV puis en joules).

b) Sous quelle forme cette énergie est-elle émise?

Donnée: E_n = -13.6/n² eV

Comparez les quatre interactions fondamentales dans le tableau suivant :

Questions:

a) Quelle est l’énergie de l’électron pour n=2?

b) Que se passe-t-il quand l’électron passe de n=3 à n=2?

Un électron dans un atome d’hydrogène excité se trouve au niveau n=4.

a) Calculez le rayon de l’orbite correspondante (r_n = n²×r₁, avec r₁ = 5.3×10^-11 m).

b) Déterminez l’énergie nécessaire pour ioniser l’atome depuis ce niveau.

c) Si l’électron retombe directement au niveau fondamental, calculez la longueur d’onde du photon émis.

Données: h = 6.63×10^-34 J·s, c = 3×10⁸ m/s