Solution
ES2.1

Le champ électrique total
est 2Esinq
(a) Le champ électrique
produit par la charge positive s'éloigne de celle-ci tandis que le champ
produit par la charge négative est dirigé vers celle-ci. Le module de
chacun de ces vecteurs champ est
E+ =
E- = E = k |Q | / (x2
+ 0,22)
On peut voir sur le schéma
que les composantes horizontales s'annulent pendant que les composantes
verticales s'additionnent pour donner le champ électrique résultant. Le
champ électrique total sera orienté verticalement vers le haut (dans le
sens de l'axe y).
Etot = 2Esinq
Puisque sinq
= 0,2 / (x2 + 0,22)2 , l'expression
du champ électrique total est donc
(1) Etot
= 0,4 k |Q | /
(x2
+ 0,22)3/2
(b)La
valeur maximale du champ est obtenue lorsque x = 0. On obtient
alors Emax
= 50 k |Q |
(en N/C) Nous
cherchons donc la valeur de x pour laquelle le champ électrique est de 25
k |Q |. La condition mathématique à satisfaire est 25
k |Q | = 0,4
k |Q | / (x2 + 0,22)3/2 (2)
25 = 0,4 / (x2 + 0,22)3/2 En
isolant x dans l'équation précédente on obtient x = ± 15,3 cm
On peut vérifier
graphiquement cette solution :

Graphique de la fonction
y = 0,4 / (x2 + 0,22)3/2
On remarque que celle-ci donne 25 lorsque
x = ± 15,3 cm
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