Chapitre 2 : ondes mécaniques progressives
périodiques
Simulation d’une onde le long d’une
corde
On excite une corde avec un vibreur
on prend à un instant t une photo de la corde (figure 1) . L’élongation y de la
corde en fonction du temps est donnée sur la figure 2
1. Observation de l’onde
1.1
De quel type d’onde s’agit-il ? Donner 5 mots pour la définir en
justifiant votre choix.
1.2 Déterminer graphiquement
l’élongation maximale ymax et minimale ymin . En déduire l’amplitude de l’élongation ym
. On donnera cette valeur dans l’unité légale et en notation scientifique.
2. La relation donnant la célérité de l’onde en fonction de
la tension F de la corde et de sa masse linéique a est :
2.1 Sachant que 1 N = 1 kg.m.s-2
vérifier l’homogénéité de la formule ci dessus.
2.2 Calculer la célérité v de
l’onde. Aide aux calculs :
3. Un point M du milieu de
propagation est éloigné de la source d’une distance SM.
3.1 Déterminer à l’aide de la figure
que vous indiquerez la valeur du retard à la perturbation du point M sur le
point S notée 
.
3.2 En déduire la valeur de la
distance SM.
4 Périodicité spatiale
et
temporelle T
4.1 Donner la définition de la
périodicité spatiale de l’onde et l’exprimer en fonction de la célérité v.
4.2 Déterminer graphiquement la
périodicité temporelle de l’onde avec un maximum de précision en expliquant
votre méthode.
4.3 En déduire la fréquence f du
phénomène.
4.4 Calculer la périodicité spatiale
de l’onde.
4.5 Représenter sur la figure ci dessous
l’allure de l’élongation d’un point A distant de 2 longueurs d’onde du point
source S.
5. On change la fréquence de l’onde.
On obtient la série de courbes suivantes. La position du curseur du point
source est sur le repère x = 0 cm , la position du premier point en phase avec
le point source est indiquée sur le schéma ci-dessous.
5.1 Déterminer la valeur de la
périodicité spatiale de l’onde
ainsi que la valeur de la périodicité temporelle T1.
5.2 En déduire la valeur de la
célérité v1 de l’onde.
5.3 Comparer cette célérité avec
celle trouvée dans la question 2.2. Que peut-on en déduire ? Comment
s’appelle ce phénomène ?
