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les ondes (exercices)



  1. #1
    Sophie65

    les ondes (exercices)


    ------

    Bonjour,

    J'ai quelques petits problèmes au niveau des exercices, certains que je sais faire en partie et d'autre ou je ne vois pas du tout ce que je dois faire.

    1. Soit une masse attachée à un ressort parfaitement harmonique et vibrant suivant un mouvement harmonique (la constante de phase est choisie comme nulle)
    a. Représenter sur le même graphique l’évolution de l’énergie cinétique, l’énergie potentielle élastique et l’énergie totale, en fonction du temps.




    Réponse : je pense qu'on ne sait pas tracer la sinusoide de l'énergie total car lorsque y est max E tot = Ep et quand y est = 0, E tot = Ec


    2. Une masse de 2 kg est suspendue à un ressort. Une deuxième masse de 300 , accrochée au dessus de la première, ajoute 2 cm à l’élongation du ressort. On retire la masse de 300 g pour laisser l’autre osciller librement au bout du ressort. Calculer la période.

    Réponse

    Donnée : y=x+0,02

    Résolution

    F=k.y
    k = F/y --> 3/0,02
    k = 0,2

    T = 2.pi. V(2/0,2) = 19,87 s
    (je fais avec les moyens du bord)

    Est ce que cette réponse est correcte ?

    3. Deux particules exécutent un mouvement harmonique simple de même amplitude et de même fréquence selon deux droites parallèles. Elles se rencontrent lorsque la direction de leur vitesse est opposée en un point où leur déplacement vaut la moitié de leur amplitude. Quelle est leur différence de phase ?

    Je ne vois pas du tout ce que je dois faire dans cet exercice.


    4. Une masse de 0,1kg possède un mouvement harmonique simple. Son amplitude est de 1m et sa période de 0,2s.
    a. Quelle est la valeur maximale de la force agissant sur cette masse ?
    b. Si les oscillations résultent de l’action d’un ressort, que vaut la constante d’élasticité ?


    a.
    a(max) = A.w² = 1.31,48² = 986,58 m/s²

    F = m.a = 0,1. 986,58 = 98,7 N

    b.
    La constante d’élasticité ?

    Je ne sais plus comment on calcule la constante d'élasticité.
    Si je ne me trompe pas, elle est différente de la constante de raideur ? c'est une autre formule?


    5. Des oscillations transversales partent du point O et se propagent avec une vitesse de 3ms. L’amplitude est de 10 cm et la période est de 0,25 s.

    a. Déterminer la longueur de l’onde --> 0,75
    b. Après combien de temps une particule P situé à 120 cm de O commente-t-elle son oscillation ? --> 0,4s

    c. Ecrire l’équation de l’élongation du point O si la constante de phase est nulle.
    --> y= 0,1 sin(8 п . t)

    d. Ecrire l’équation de l’élongation du point P
    --> y = 0,1sin ((8 п . t)- 2,51)

    Mes réponses sont justes pour la question a, b, c. Mais la réponse d n'a pas l'air correcte. Je ne vois pas très bien comment je dois procéder pour avoir cette équation.




    6. Un point P d’une corde est soumis à des oscillations transversales. Ce point P se trouve à une distance x d’une extrémité fixée. La source se trouvant à une autre extrémité. L’équation de l’élongation de point P est donnée par la relation :

    Y= 0,5 sin(пx/3) cos(40пt-п)

    X et y en cm, t en s. La longueur de la corde vaut 6 m.

    A. Amplitude : 0,25 m
    B. La vitesse de propagation des ondes transversales
    C. La distance entre les nœuds
    D. La vitesse de déplacement du point ayant pour valeur de x=1,5 cm et à l’instant t-9/8s

    Je comprends la réponse de la question a. Mais ensuite je n'arrive pas à obtenir les réponses correctes.


    Un tout grand merci à vous

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    Sophie65

    Re : les ondes (exercices)

    Est ce que quelqu'un pourrait m'aider, même juste pour une réponse, ça m'aiderait vraiment beaucoup

  4. #3
    LPFR

    Re : les ondes (exercices)

    Bonjour.
    Pour vous répondre il faut tout de même se taper les exercices. Je vais voir jusqu'où mon courage me su
    ffit.


    J'ai quelques petits problèmes au niveau des exercices, certains que je sais faire en partie et d'autre ou je ne vois pas du tout ce que je dois faire.

    1. Soit une masse attachée à un ressort parfaitement harmonique et vibrant suivant un mouvement harmonique (la constante de phase est choisie comme nulle)
    a. Représenter sur le même graphique l’évolution de l’énergie cinétique, l’énergie potentielle élastique et l’énergie totale, en fonction du temps.


    [ IMG]http://C:\Documents and Settings\Sophie Sory\Desktop[ /IMG]

    * nous n'avons pas accès à votre PC. Il faut que vous postiez vos images sur FS.

    Réponse : je pense qu'on ne sait pas tracer la sinusoide de l'énergie total car lorsque y est max E tot = Ep et quand y est = 0, E tot = Ec

    * les deux énergies sont des sinusoïdes mais décalées (genre 1+sin x). Et l'addition des deux ne donne pas une sinusoïde.

    2. Une masse de 2 kg est suspendue à un ressort. Une deuxième masse de 300 , accrochée au dessus de la première, ajoute 2 cm à l’élongation du ressort. On retire la masse de 300 g pour laisser l’autre osciller librement au bout du ressort. Calculer la période.

    Réponse

    Donnée : y=x+0,02

    Résolution

    F=k.y
    k = F/y --> 3/0,02
    k = 0,2 ***** FAUX

    T = 2.pi. V(2/0,2) = 19,87 s *** FAUX
    (je fais avec les moyens du bord)

    Est ce que cette réponse est correcte ?

    3. Deux particules exécutent un mouvement harmonique simple de même amplitude et de même fréquence selon deux droites parallèles. Elles se rencontrent lorsque la direction de leur vitesse est opposée en un point où leur déplacement vaut la moitié de leur amplitude. Quelle est leur différence de phase ?

    Je ne vois pas du tout ce que je dois faire dans cet exercice.
    * Dessinez la position d'une particule en fonction du temps. Qu'est que cela donne pour l'autre particule? Comment faut-il dessiner la deuxième courbe pour qu'elle satisfasse les conditions données?

    4. Une masse de 0,1kg possède un mouvement harmonique simple. Son amplitude est de 1m et sa période de 0,2s.
    a. Quelle est la valeur maximale de la force agissant sur cette masse ?
    b. Si les oscillations résultent de l’action d’un ressort, que vaut la constante d’élasticité ?


    a.
    a(max) = A.w² = 1.31,48² = 986,58 m/s²

    F = m.a = 0,1. 986,58 = 98,7 N * OK

    b.
    La constante d’élasticité ?

    Je ne sais plus comment on calcule la constante d'élasticité.
    Si je ne me trompe pas, elle est différente de la constante de raideur ? c'est une autre formule?
    * C'est la même chose c'est le 'k' que vous avez utilisé dans la question précédente.

    5. Des oscillations transversales partent du point O et se propagent avec une vitesse de 3ms. L’amplitude est de 10 cm et la période est de 0,25 s.

    *La vitesse ne peut pas être 3 ms !! J'imagine que vous avez vous dire 3 m/s.

    a. Déterminer la longueur de l’onde --> 0,75 * OK avec 3 m/s
    b. Après combien de temps une particule P situé à 120 cm de O commente-t-elle son oscillation ? --> 0,4s *OK

    c. Ecrire l’équation de l’élongation du point O si la constante de phase est nulle.
    --> y= 0,1 sin(8 п . t)
    * Suivant les goûts la réponse avec un cosinus à la place d'un sinus est tout aussi correcte. Les oscillations ou les ondes ne s'écrivent pas obligatoirement avec sinus ou cosinus. Par expérience, les physiciens préfèrent le cosinus el le matheux le sinus.

    d. Ecrire l’équation de l’élongation du point P
    --> y = 0,1sin ((8 п . t)- 2,51)
    * FAUX. Le terme de dépendance spatiale est 'k.x' avec k = 2pi/lambda. Ici x=1,2m.

    Mes réponses sont justes pour la question a, b, c. Mais la réponse d n'a pas l'air correcte. Je ne vois pas très bien comment je dois procéder pour avoir cette équation.

    La suite au prochain épisode.
    Au revoir.

  5. #4
    LPFR

    Re : les ondes (exercices)

    Re.
    6. Un point P d’une corde est soumis à des oscillations transversales. Ce point P se trouve à une distance x d’une extrémité fixée. La source se trouvant à une autre extrémité. L’équation de l’élongation de point P est donnée par la relation :

    Y= 0,5 sin(пx/3) cos(40пt-п)

    X et y en cm, t en s. La longueur de la corde vaut 6 m.

    A. Amplitude : 0,25 m
    B. La vitesse de propagation des ondes transversales
    C. La distance entre les nœuds
    D. La vitesse de déplacement du point ayant pour valeur de x=1,5 cm et à l’instant t-9/8s

    Je comprends la réponse de la question a. Mais ensuite je n'arrive pas à obtenir les réponses correctes.

    J'imagine que vous avez vu les ondes stationnaires.
    Ici il s'agit de l'addition d'une onde qui avance dans le sens des 'x' positifs, qui se réfléchit au bout de 6 m et qui avance dans le sens des 'x' négatifs, en s'additionnant avec l'onde incidente. La somme de ces ondes vous donne une onde stationnaire et en tripotant un peu l'addition de sinusoïdes on peut exprimer le résultat comme indiqué. Les conditions limites imposent les phases de décalage. Ces conditions sont une amplitude ("élongation") nulle aux extrémités.
    Regardez le premier terme: sin(пx/3). À quels endroits il donne une amplitude nulle?

    Dans ce cas-ci, la demi-longueur d'onde est 6 m. Comme vous connaissez la fréquence, vous pouvez déterminer la vitesse.
    Pour la D: "ilnyaka".

    A+

  6. A voir en vidéo sur Futura

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