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Les anciens téléviseurs et oscilloscopes contenaient un canon à électrons
dans lequel un filament chauffé produit des électrons qu'un champ électrique
accélère (doc 1). On modélise la partie accélératrice du canon à électrons
par un condensateur plan (doc. 2).
Un électron est libéré en 0, sans vitesse initiale, à l'instant t=0 s.
On suppose que l'électron n'est soumis qu'à la force électrique F.
Données Masse d'un électron: m₂ = 9,11 x 10-31 kg
Charge électrique d'un électron: -e- -1,60 x 10-19 C
- Vitesse de la lumière dans le vide: c= 299 792 458 m-s-1
En utilisant la deuxième loi de Newton, exprimer l'accélération à subie par
l'électron en fonction de e, m., U. L et du vecteur unitaire adapté.
Caractériser le mouvement de l'électron.
En déduire les équations horaires de la vitesse v (t) et de la position x(t)
de l'électron.
Déterminer l'instant t, auquel l'électron arrive à l'anode et déterminer la
vitesse de l'électron v (t₁) à cet instant (vitesse de sortie).
Les lois de la mécanique classique utilisées en Terminale ne sont valables
que si la vitesse du système est inférieure au dixième de la vitesse de la
lumière dans le vide. Est-ce le cas ici ? Conclure.
