Chapitre 1: ondes mécaniques progressives

Propagation d'une perturbation une onde mécanique progressive correspond au phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu, sans déplacement de matière. Cette perturbation modifie temporairement ses propriétés mécaniques (vitesse, position, énergie) .

Célérité de l'onde (vidéo). La célérité 'c' d'une onde mécanique progressive correspond à la vitesse de déplacement d'une perturbation dans le milieu de propagation. Elle est égale à la distance 'd' parcourue par la perturbation divisée par la durée t du parcours :

Unité: m.s^-1 La célérité d'une onde dans un milieu dépend de l'état du milieu (plus le milieu est rigide plus la célérité est importante) et de la fréquence de l’onde dans le cas des milieux dispersifs.Elle ne dépend pas de son amplitude.

Ondes transversales et longitudinales Lorsque le déplacement temporaire de matière au passage de la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation, on dit que l'onde est transversale.

L'onde est dite longitudinale si la perturbation se déplace dans la même direction que celle de la propagation. Etude expérimentale

Propriétés des ondes mécaniques :Une onde se propage dans toutes les directions possibles (en 1, 2 ou 3 dimensions) . La perturbation se transmet de proche en proche dans le milieu de propagation sans transport de matière, mais avec transport d'énergie ! Pour la transmission il y a nécessité d'un milieu matériel (gaz, solide ou liquide). 2 ondes mécaniques se croisent sans se perturber.

2) Retard de la perturbation (video) Une onde mécanique progressive qui se déplace dans une seule direction de propagation est une onde progressive à une dimension (exemple : propagation le long d'une corde). Une onde à une dimension arrive en M à l'instant t et en M' à l'instant t'. La perturbation en M' (identique à celle provenant de M) arrive avec un retard t = t - t' tel que:

avec v (m.s^-1) célérité de l'onde dans le milieu.

Chapitre 2 : ondes mécaniques progressives périodiques

I) Périodicité spatiale et temporelle Une onde mécanique progressive périodique possède 2 périodicités :

a) une périodicité temporelle T(s) : tout point du milieu vibre de façon périodique avec la même période de vibration que la source émettrice (le vibreur) .

b) une périodicité spatiale (m) : tous les points distants l'un de l'autre  d'un nombre entier de longueurs d'onde vibrent en phase.

Expérience

Ligne d'onde et surface d'onde Propagation bidimensionnelle : On appelle ligne d'onde une ligne du milieu de propagation sur laquelle tous les points vibrent en phase( ex :lignes d'onde à la surface de l'eau peuvent être rectilignes ou circulaires. Propagation tridimensionnelle: on appelle surface d'onde une surface du milieu de propagation sur laquelle tous les points vibrent en phase.Exemple : la surface d'onde d'une onde sonore est une enveloppe de sphère dont le centre est la source d'émission. Exemple

Onde mécanique progressive sinusoïdale

Onde sinusoïdaleUne onde progressive périodique est sinusoïdale si en chaque point M peut être caractérisé par une grandeur physique u(t) telle que:

U : amplitude de la grandeur physique associée à l'onde.

T: périodicité temporelle de l'onde(seconde).

t_M : retard de la perturbation au point M par rapport à la perturbation arrivant à l'instant t = 0.

(2.p .t_M)/T : phase en radian(rad) de l'onde.