Bonjour à tous,
Alors voilà, j'ai un D.M. à faire sur les ondes mécaniques, chapitre à première vue plutôt simple, mais, vous connaissez les D.M., toujours un exercice pour vous bloquer des heures. C'est mon cas, je suis bloqué sur un exercice depuis pusieurs heures et je n'avance pas d'un pousse. Voici l'exercice en question :
Un mobile est animé d’un mouvement rectiligne uniforme à la surface de l’eau.
La figure 2 (que vous trouverez en cliquant sur le lien suivant : ) représente, à la surface de l’eau, différentes positions de ce mobile, séparées par un intervalle de temps constant de cinq secondes : le point A0 correspond à la position lors de la date choisie comme origine : t0 = 0, le point A1 à la position lors de la date t1 = 5,0 s, le point A2 à la position lors de la date t2 = 10,0 s...
Le mobile, en se déplaçant, crée à la surface de l’eau des perturbations qui se propagent de façon isotrope dans toutes les directions : ainsi le cercle centré sur A0 représente, à la date t4 = 20,0 s, la position du front d’onde des perturbations créées à la date t0 lors du passage du mobile au point A0 et de même, les autres cercles représentent les positions, à la date t4 des fronts d’onde correspondant aux perturbations créées par le passage du mobile aux points A1, A2, et A3. Ces cercles représentent donc, à la date t4 correspondant au passage du mobile en A4, les zones dans lesquelles se trouvent les perturbations créées par le mobile lors de son passage par les points A3, A2, A1 et A0 (telles qu’on pourrait les voir, si elles ne se superposaient pas, sur une photographie prise à la date t4 ).
La figure 2 n’étant pas représentée en dimensions réelles, on a précisé l’échelle en dessinant un segment AB qui correspond à une distance de 2,0 m.
J'ai vraiment du mal à comprendre cet énoncé je suis complètement perdu et du coup je n'arrive même pas à répondre aux questions les plus simples de cet exercice.
Voici les questions auxquelles je dois répondre, j'espère que vous pourrez m'éclairer !!!
Questions :
1) Déterminer la vitesse V de propagation des ondes créées par le mobile à la surface de l’eau.
2) Déterminer la valeur de la vitesse V′ du mobile à la surface de l’eau.
3) Imaginons que le mobile soit un canard se déplaçant à la surface de l’eau avec une vitesse V', les perturbations (créées par l’agitation de ses pattes) se propageant avec une vitesse V. Les deux segments de droite tracés en pointillés représentent alors le sillage du canard, ils font entre eux un angle que l’on note « 2α».
Exprimer, dans le cas général, la relation entre V, V' et la valeur de l’angle
α.
4) Dans le cas particulier où le mobile se déplacerait avec une vitesse V' égale à la vitesse V de propagation des ondes, refaire un schéma comme celui de la figure 2, c’est-à-dire représentant quelques positions successives d’un mobile et la zone couverte, à un instant donné, par les perturbations créées antérieurement.
À l’aide de ce schéma, expliquez pourquoi il n’est pas possible qu’un avion se déplace dans l’atmosphère avec une vitesse exactement égale à celle des ondes sonores.
Je vous remercie d'avance pour votre aide!
Cordialement.
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