Ondes mécaniques et progressives. Ts.

[invitec3f63e10]

Salut à vous tous,
Je suis en Terminale S et je suis actuellement les ondes mécaniques et progressives.
Pouvez-vous me corriger les exercices suivants? Merci.


- Définir le retard de la déformation en un point M du milieu par rapport à la source.
- Comment se propage une onde ?
Réponse : elle se propage, à partir de la source, vers toutes les directions qui lui sont offertes par le milieu. Mais elle peut aussi se propager d’un point A à un point B dans un seul sens.
- Différence entre onde mécanique et onde progressive ?

Exercice 1 :
On utilise une cuve à ondes. La pointe S frappe à la surface de l’eau, de profondeur constante, à la fréquence 20Hz, on observe des rides circulaires sur la surface de l’eau. Grâce à la stroboscopie, on immobilise le phénomène observé sur le verre dépoli de la cuve. On voit alors des cercles clairs et noirs. On mesure la distance séparant, sur rayon, le cercle noir de rang n et le cercle noir de rang n+4, on trouve d= 18cm

a)- Comment qualifie-t-on l’onde obtenue ?
Réponse : on la qualifie de l’onde circulaire. On la qualifie aussi d’une sinusoïdale car la pointe S crée des rides circulaires.

b)- L’onde est-t-elle transversale ou longitudinale ?
Réponse : L’onde est une onde transversale car la propagation de l’onde se déplace horizontalement et le sens de cette onde est du haut vers le bas ou du bas vers le haut.

c)- Calculer la longueur d’onde se propageant à la surface de l’eau sachant que le grandissement du système optique fournissant l’image sur le verre dépoli est de 2,25.
Réponse : D’abord, de n à n+4, on a 4lamda et d 18cm.
Donc : lamda = 18/ 4 = 4,5m
Or on a le grandissement 2,25
Donc lamda’ = lamda / 2,25
Soit : lamda’ = 4,5 / 2,25
Lamda’ = 2m
Donc la longueur d’onde est de 2m.

d)- Calculer la célérité des ondes.
Réponse : la célérité des ondes est :
On a lamda’=v.f, v= lamda’/f
v= 2/20 = 0,1 m.s-1

e)- Sur un rayon, on dispose de deux petits bouchons de liège en des points M et N tels que:
SM= 1,5cm
SN=3,5cm
Que peut-on dire des mouvements des points M et N et des mouvements de deux bouchons ?

Réponse : Les deux points M et N vibrent en phase ou on des mouvements sinusoïdales périodiques ? Et pourquoi ?
Les mouvements de deux bouchons sont rectilignes.
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[invitea3eb043e]

Juste quelques points de détail :
question a) l'onde est progressive et périodique, rien ne prouve qu'elle est sinusoïdale, elle peut être composée de crêtes plus pointues. Si l'onde donne des rides circulaires ça prouve seulement que la vitesse de propagation est la même dans toutes les directions.

question c) tu passes bizarrement de centimètes à des mètres

question e) Les points étant distants d'une longueur d'onde, ils vont bouger en phase, monter et descendre en synchronisation

[invitec3f63e10]

Oui je me suis trompée dans les unités

[invitec3f63e10]

Il y a t-il quelqu'un qui peut me répondre à ces questions?

- Définir le retard de la déformation en un point M du milieu par rapport à la source.
- Comment se propage une onde ?
Réponse : elle se propage, à partir de la source, vers toutes les directions qui lui sont offertes par le milieu. Mais elle peut aussi se propager d’un point A à un point B dans un seul sens.
- Différence entre onde mécanique et onde progressive ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3eb043e]

Le retard temporel c'est d/V où la distance est d et la vitesse de propagation V.
Onde mécanique et onde progressive sont 2 concepts complètement séparés.
Une onde mécanique implique le déplacement d'un objet matériel : spire de ressort, morceau de corde tendue, eau de la houle, plaques terrestres pour tremblement de terre, etc..
Une onde progressive se propage dans un espace libre sans réflexions ; elle peut être mécanique comme dans ton exemple mais aussi électromagnétique.

[invitec3f63e10]

Il y a-t-il quelqu'un qui peut me définir:
- onde progressive sinusoidale
- période d'une onde progressive sinusoidale
- longueur d'une onde progressive périodique
- diffraction d'une onde mécanique

Merci de vos réponses.

[invitec3f63e10]

S'il vous plaît, vous pouvez répondre.
Demain j'ai un DS de connaissance.
Merci.

[invitee2a89271]

Ca m'embete de faire tes devoirs (tu ne progressera pas en attendant que les autres fassent ton boulot).
0nde progressive sinusoidale : pas facile de définir formellement une onde progressive. C'est plus facile en l'opposant à une onde stationnaire (ou les maxima et minima ne se déplacent pas). Dans une onde progressive si on suit par exemple un maxima, au cours du temps se déplace en x avec une vitesse c. La description mathématique est alors une fonction qui dépend de (x-ct) (propagation vers les x positifs). Donc f(x-ct). c est la vitesse de propagation. Sinusoidale dit simplement que la fonction f est la fonction sin. donc y(x)=Asin(x-ct). En gros c'est une vague sur la mer.

[invitec3f63e10]

Non, c'est pas parce que je ne progresse pas, je ne sais pas comment les définir, en plus dans le bouquin ils n'ont pas donné les définitions. Quant aux exercices je sais parfaitement les faire.

[invitee2a89271]

Une onde est caractérisée par deux péridiodicités
périodicité spatiale. Imaginons que l'on prenne une photo de vagues sur la mer. On voit que les maxima (ou les minima) sont toujours séparés d'une même longueur : la longueur d'onde (lambda). Elle sépare deux points identiques de l'onde.
périodicité temporelle. Imaginons qu'on pose un bouchon sur la mer et regardons son évolution (il monte et il descend) au cours du temps. On voit qu'il a un mouvement sinusoidale. Le temps pour qu'il monte et descende (donc le temps pour qu'il revienne dans la même configuration) est appelé la période T.
En fait ces deux périodicités sont liées l'une à l'autre par la vitesse de propagation (qui dans ce que vous voyez en terminal ne dépend que du milieu et pas de l'amplitude etc). la relation fondamentale est lambda = cT. Avec un bon dessin ca se voit très bien.
Pour la diffraction c'est toujours le phénomène de diffraction qui est en jeu.
Quand une onde de longueur d'onde lambda rencontre un obstacle (ou un trou) plus petit ou de l'ordre de lambda elle diffracte (en gros elle tend à contourner l'obstacle). Si le trou ou l'obstacle est plus grand que lambda, l'onde tend à garder sa directionnalité. L'exemple classique est la baffle. Pour la baffle des sons graves (longueur d'onde elevé disons deux metres par exemple), l'emplacement n'est pas grave. Si une porte fait disons 75 cm de large, alors le son grave contourne les obstacles et on l'entendra de partout. Pour la baffle des sons aigus (disons 10 cm) c'est plus critique. Elle ne diffractera pas donc derriere une porte on risque de quasiment l'entendre/.

[invitec3f63e10]

Oui pour la double périodicité, ça ne me pose aucun problème.
Merci pour la définition de phénomène de diffraction.
Une onde progressive est dite sinusoidale lorsque sa source a un mouvement sinusoidale.
La période d'une onde progressive sinusoidale est une onde progressive sinusoidale qui se répéte a intervalles de temps, de manière identique. La période T est la durée au bout de la quelle le phénomène périodique se reproduit identique à lui-même.
Longueur d'une onde progressive est la distance, constante, séparant deux motifs identiques successifs.

[invitee2a89271]

"Une onde progressive est dite sinusoidale lorsque sa source a un mouvement sinusoidale."
Je dirai plutôt lorsque son évolution spatiale et temporelle peut être décrite sous la forme y(x,t)=A sin(x-ct). Ce qui me gène c'est le mouvement. Pour une antenne radio qui émet une onde par exemple il n'y a pas de mouvement. C'est vrai que pour une onde sur une corde ou une onde sonore c'est le cas.

[invitee2a89271]

"La période d'une onde progressive sinusoidale est une onde progressive sinusoidale qui se répéte a intervalles de temps, de manière identique. La période T est la durée au bout de la quelle le phénomène périodique se reproduit identique à lui-même."
Première phrase a refaire bien sur. Relis ca ne veut rien dire : la période n'est pas une onde (je ne doute pas que c'est une erreur involontaire).
LA deuxième phrase est bien. JE n'est guère mieux : La période T est la durée minimale au bout de laquelle la perturbation (position, champ électrique, ...) en un point donné se retrouve dans la même configuration (valeur et dérivée, par exemple position et vitesse).

[invitec3f63e10]

désolée on n'a pas encore vu ça y(x,t)=A sin(x-ct)

[invitec3f63e10]

et pour les autres c'est juste?

[invitee2a89271]

lol, alors je vois pas pourquoi on vous parle d'onde.
Pourquoi pas un cours de sexualité avec des roses et des choux!!!

[invitec3f63e10]

La période d'une onde progressive sinusoidale est une onde progressive sinusoidale qui se répéte a intervalles de temps, de manière identique.

mmm c'est vrai t'as raison!

[invitec3f63e10]

lol, alors je vois pas pourquoi on vous parle d'onde.
Pourquoi pas un cours de sexualité avec des roses et des choux!!!

Mdrrrrrrr je suis en Terminale et non aux études sup

[invitee2a89271]

Hummmm, il y a vraiment quelque chose que je n'aime pas dans ce que tu dis (mais c'est un phénomène beaucoup plus général il est vrai).
Pourquoi une onde, une fonction a deux variables ne serait pas compréhensible et utilisable par un Terminal. C'était le cas quand auparavent quand c'était au bac.
Cette diminution de l'exigence (qui est quasi instantanément absorbé par les étudiant) est une catastrophe.
Si un jour la fonction sinus est apprise en fac tu me dira que tu es en terminale et non en études supérieures ?? Bien sur on verra, disons dans 10 ans ... Tu pourra alors dire à tes enfants que tu était un génie.
Bon examen demain.

[invitec3f63e10]

Mdrrrrrrrrrrrrr!