Projet
Le champ électrique
Auteur : Simon Vézina
(svezina@cmaisonneuve.qc.ca)
Département de physique
Collège de Maisonneuve
Description du
sujet
|
En physique, le champ
électrique représente la zone d'influence qu'une particule chargée
électriquement peut exercer dans son voisinage. Lorsque ce champ électrique
évalué en un point de l'espace interagit avec une autre particule chargée,
celle-ci subit une force électrique selon l'équation
où
E
correspond au champ électrique généré.
Dans ce laboratoire, l'objectif sera de représenter ce champ électrique
pour différentes distributions de charges électrique :
À l'aide de
la lecture d'un fichier de scène, il sera possible de visualiser la
superposition de l'ensemble de ces champs électriques afin d'y observer
certaines caractéristiques.
|
Aperçu de l'application permettant de visualiser
le champ électrique en 3 dimensions. |
Description du
projet
Ce projet
consiste à faire des liens entre l'informatique, les mathématiques et de la
physique par l'étude des champs électriques pour
des distributions de charge simple. Voici une liste abrégée de quelques contributions
disciplinaires :
| Informatique |
Physique |
Mathématique |
•
Introduction à
l'infographique par la production d'image en 3D via l'interface OpenGL.
• Application du calcul vectoriel dans le but de
manipuler (déplacement et rotation) d'une caméra 3D.
• Manipulation d'une caméra dans un
environnement en 3D.
• Représentation d'un vecteur à l'aide du
dessin d'une flèche. |
• Application de
formules évaluant le champ électrique pour différentes distributions de
charges électriques sous forme vectoriel.
• Analyse de cas limite en lien avec
l'usage de formule évaluant le champ électrique. |
• Application du calcul
vectoriel à l'aide d'opération élémentaires (addition, soustraction,
module, normalisation).
• Application du calcul vectoriel à l'aide
de l'opération du produit scalaire et du produit vectoriel.
• Application du calcul vectoriel dans deux
applications : Manipulation d'une caméra, calcul du champ électrique. |
Documentation du
projet
Pour réaliser
ce projet, il est important de se documenter sur le sujet des champs
électriques. À partir des notes de cours disponible ici-bas, une lecture permet
de s'initier à la notion de champ électrique et aux tâches à réaliser lors du laboratoire.
Référence :
Note de cours en lien avec la réalisation du projet (La
champ électrique).
Note de cours rédigée par Simon Vézina, Collège de Maisonneuve
Note supplémentaire (non requise pour le laboratoire) :
Réalisation du projet : Le champ électrique
version : 1.2.5
La réalisation de ce projet se fera
lors d'une activité de laboratoire. Pour ce faire, il faudra réaliser
l'installation d'une plateforme de développement JAVA, télécharger le code
source en lien avec le laboratoire.
Afin de respecter
l'évolution pédagogique de cette activités, il est souhaitable d'avoir complété
le projet La loi de Coulomb (voir lien :
coulomb.html) avant de réaliser ce laboratoire.
Ce laboratoire sera
réalisé en
deux parties : (1) implémentation d'une caméra 3d et (2) visualisation du champ électrique. Dans la
1re partie, le programmeur est
invité implémenter des fonctionnalités vectorielles comme le produit scalaire et
le produit vectoriel et d'implémenter des fonctionnalité de déplacement et de rotation
pour une
caméra. En 2e partie, le programmeur devra implémenter des formules permettant
de calculer des champs électriques générés par différentes distributions de
charge. Afin de valider des implémentations, le programmeur pourra comparer des
résultats obtenus analytiquement dans des notes de cours avec des résultats
obtenus avec l'application.
Installation de la plateforme de
développement JAVA
Voici les liens vous permettant de télécharger l'environnement de
développement JAVA :
Laboratoire : Le champ électrique
version : 1.2.5
Ce laboratoire est la suite du projet "La loi de Coulomb". Ainsi, vous
allez bénéficier d'une classe de vecteur SVector3d où
les méthodes de calcul vectoriel de base seront déjà implémentée.
Cependant, vous devrez en premier temps implémenter les fonctionnalités
de produit scalaire et produit vectoriel afin d'implémenter des
fonctionnalité de déplacement de et de rotation de la caméra.
Par la suite, vous serez en mesure d'implémenter des formules de
physique en lien avec les champs électriques afin de visualiser le champ
en 3d et vous déplacer dans cet espace.
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Dernière mise à jour
: 2024-10-09
