Cuestionario: Les interactions fondamentales au lycée — 10 preguntas

1. Au niveau lycée, comment définit-on une particule élémentaire ?

A. Une particule considérée comme non divisible en particules plus petites

B. Une particule de masse nulle

C. Une particule constituée de quarks et de gluons

D. Une particule forcément chargée positivement

Answer: (A)

Explicación

Au niveau lycée, une particule élémentaire est traitée comme non divisible en particules plus petites. Les quarks existent, mais ils ne font pas partie de cette définition simplifiée.

2. Quelle association charge-particule est correcte pour les particules citées au niveau lycée ?

A. L’électron et le proton sont neutres, le neutron est positif

B. L’électron est négatif, le proton est positif et le neutron est neutre

C. L’électron est neutre, le proton est négatif et le neutron est positif

D. L’électron est positif, le proton est négatif et le neutron est chargé

Answer: (B)

Explicación

L’électron porte une charge négative, le proton une charge positive et le neutron n’a pas de charge électrique. C’est un point de base à mémoriser.

3. Quelle est la valeur de la charge élémentaire ?

A. 1,0 × 10^-15 C

B. 9 × 10^9 C

C. 6,67 × 10^-11 C

D. 1,602 × 10^-19 C

Answer: (D)

Explicación

La charge élémentaire vaut e = 1,602 × 10^-19 C. Les autres valeurs correspondent à d’autres constantes ou à des ordres de grandeur sans rapport.

4. Quelle écriture traduit la quantification d’une charge électrique Q ?

A. Q = e / k avec k réel

B. Q = e + k avec k réel

C. Q = k / e avec k entier

D. Q = k e avec k entier

Answer: (D)

Explicación

Une charge électrique s’écrit comme un multiple entier de la charge élémentaire : Q = k e avec k entier. Cela exprime que toute charge est quantifiée.

5. Quelles sont les quatre interactions fondamentales mentionnées par le programme ?

A. Gravitationnelle, électrique, forte et faible

B. Magnétique, thermique, lumineuse et sonore

C. Gravitationnelle, acoustique, thermique et magnétique

D. Nucléaire, chimique, mécanique et électrique

Answer: (A)

Explicación

L’Univers est décrit par quatre interactions fondamentales : gravitationnelle, électrique, forte et faible. Le programme n’en étudie ensuite que deux.

6. Dans quel cas l’interaction électrique prend-elle le nom d’interaction électrostatique ?

A. Lorsque les charges sont ponctuelles et immobiles

B. Lorsque les corps ont une masse très grande

C. Lorsque les charges sont toujours opposées

D. Lorsque les charges se déplacent rapidement

Answer: (A)

Explicación

Quand les charges sont ponctuelles et immobiles, on parle d’interaction électrostatique. Le mouvement des charges renvoie au contraire à une situation non électrostatique.

7. Dans le modèle newtonien, quelle expression donne la force de gravitation exercée par A sur B ?

A. G × (mA + mB) / d × u⃗A→B

B. G × (qA qB / d^2) × u⃗A→B

C. −k × (mA mB / d) × u⃗A→B

D. −G × (mA mB / d^2) × u⃗A→B

Answer: (D)

Explicación

La loi de gravitation newtonienne s’écrit avec G, les masses et le facteur 1/d^2, avec un signe négatif dans l’expression vectorielle donnée. Les autres propositions mélangent gravitation et électricité ou changent la dépendance en d.

8. Que devient la force gravitationnelle lorsque la distance entre deux corps augmente beaucoup ?

A. Elle diminue et tend vers 0 sans s’annuler

B. Elle devient répulsive

C. Elle reste constante

D. Elle devient proportionnelle à la distance

Answer: (A)

Explicación

La portée de la gravitation est infinie : la force décroît quand la distance augmente et tend vers 0 sans devenir nulle. Elle reste attractive dans le modèle newtonien présenté.

9. Quelle condition rend l’interaction électrique répulsive entre deux charges ponctuelles ?

A. Les deux charges ont des masses égales

B. Les deux charges ont des signes opposés

C. Les deux charges ont le même signe

D. L’une des charges est nulle

Answer: (C)

Explicación

Deux charges de même signe se repoussent, alors que des charges de signes opposés s’attirent. La masse n’intervient pas dans ce critère.

10. Quelle valeur correspond à la constante de Coulomb dans le système usuel ?

A. 9 × 10^9 kg·m^2·N^-2

B. 1,602 × 10^-19 C

C. 6,67 × 10^-11 N·m^2·kg^-2

D. 9 × 10^9 N·m^2·C^-2

Answer: (D)

Explicación

La constante de Coulomb vaut k = 9 × 10^9 N·m^2·C^-2. La valeur 6,67 × 10^-11 correspond à la constante de gravitation universelle G.