Bonjour, j'étudie en ce moment les figures de Chladni, à l'aide d'un pot vibrant et d'un plaque de plexiglas, je souhaite mesurer la demi-longueur d'onde expérimentalement afin d'obtenir la vitesse de propagation du son dans le plexiglas.
Je voulais savoir si je mesure bien la demi-longueur d'onde grâce aux diamétres des cercles ? Ou pourriez-vous m'indiquer comment procéder ?
Merci de vos réponses !
Re.
Vous n'obtiendrez pas la vitesse du son dans le plexiglas. Vous obtiendrez la vitesse de propagation des ondes transversales dans une plaque de plexiglas de son épaisseur.
Si vous utilisez une autre plaque d'épaisseur différente, vous obtiendrez une autre valeur.
A+
Merci, j'aurais aussi voulu savoir si un accéléromètre permettrait de mesurer l'amplitude des oscillations ?
Bonjour.
Un accéléromètre mesure l'accélération. Mais à partir de l'accélération, si vous connaissez la fréquence (et que vous êtes en régime sinusoïdal), vous pouvez calculer l'amplitude.
Mais, attention! Un accéléromètre mesure l'accélération à laquelle il est soumis. Si vous placez un objet (l'accéléromètre) sur la plaque, sa masse va modifier tout: la figure de Chladni, l'amplitude et, évidement, l'accélération.
Si vous nous dissiez ce que vous voulez faire, peut-être que l'on pourrait vous aider.
Au revoir.
Bonjour, à la base je souhaitais mesurer la vitesse du son à l'intérieur d'un matériau, mais si je comprend bien l'onde est stationaire et transverse donc ne se propage pas à l'intérieur du matériau (ici plexiglas) , je ne peux donc pas mesurer expérimentalement la vitesse du son ?
Autrement j'aurais donc souhaité mesurer l'amplitude ou plutôt la valeur crête à crête au niveau d'un ventre sur la plaque, on m'a dit que je pouvais essayer d'envoyer un faisceau lumineux, ainsi je pourrais donc obtenir cette valeur grâce à la réflexion de ce faisceau et j'aimerais à terme trouver une relation empirique qui lie l'épaisseur de la plaque à l'amplitude de l'onde, est-ce réalisable ?
Merci pour vos réponses.
Bonjour.
Dans un solide, vous avez deux types d'ondes sonores: les ondes longitudinales et les ondes transversales. Voir ondes P et S en ondes séismiques.
Dans une baguette ou une tige vous avez aussi des ondes longitudinales mais leur vitesse de propagation est un peu plus lente que celle dans un grand solide.
Dans tous ce cas, l'onde se propage à l'intérieur du solide. Les ondes de surface c'est encore plus compliqué.
Pour les ondes transversales, c'est la même chose. Une plaque oscille avec des ondes qui réagissent à la rigidité de la plaque. Elles voyagent plus vite dans une plaque épaisse que dans une plaque fine.
À partir de dimensions de la plaque, des fréquences et des figures de Chladni, on doit pouvoir déduire le module de Young du matériau et, à partit de là, la vitesse du son.
Mesurer l'amplitude d'oscillation n'est pas simple. Avec un faisceau laser on mesure bien l'angle d'inclinaison de la surface, mais pas l'amplitude.
Rien ne relie l'épaisseur de la plaque et l'amplitude de l'onde. Ce sont deux variables indépendantes.
Au revoir.
Merci,Envoyé par LPFR
en fait, au départ pour déduire la vitesse du son à partir du module de Young j'avais la relation: c=racine(E/masse volumique) qui apparement est valable pour une onde progressive uniquement. Autrement à partir de la corde de Meld il y a c=racine(Tension dans la corde/masse linéïque).
Une de ces relations peut-elle se généraliser à un solide ?
Sinon je sais comment mesurer le module de Young à partir d'une étude expérimentale de résistance des matériaux, mais le déduire de la fréquence et des figures de Chladni j'aimerais pouvoir le faire mais je ne vois vraiment pas, pouvez-vous m'éclairer s'il vous plaît ?
Je vous remercie de votre aide !
Re.
J'ai parlé de tête et je me suis trompé. La vitesse dans la masse (pour des ondes longitudinales) dépend d'un coefficient un peu plus compliqué que le module de Young. Il fait intervenir aussi le coefficient de Poisson.
Par contre la vitesse des ondes longitudinales dans une tige est bien sqrt(Y/rhô) où Y est le module de Young.
Par contre la corde de Meld est une corde comme une corde de guitare et la vitesse des ondes transversales ne dépend que de la tension et de la masse par unité de longueur.
On peut mesurer la vitesse des ondes longitudinales dans une tige avec une expérience (très bouillante) classique: tube de Kundt. La tige de l'image est celle dont on mesure la fréquence de résonance.
J'ai fait la manip avec des tiges métalliques, mais non avec du plastique. Je ne sais pas si ça marche. Il faut faire vibrer la tige en la frottant très fort (toujours en traction) avec un chiffon imbibé dans de l'alcool. Il faut prendre le tour de main. Et quand vous l'avez pris, vos voisins vous maudissent.
On mesure la longueur d'onde en l'air avec le tube, et on déduit la fréquence, puis la vitesse dans la tige et finalement le module de Young.
Mais on peut aussi mesurer le module de Young par une expérience tout aussi classique de déformation d'une tige ou d'une poutre sous une charge.
Les formule valables pour des ondes progressives le sont aussi (en sachant ce que l'on fait) pour des ondes stationnaires qui ne sont que deux ondes identique qui avances dans des directions opposées.
A+
Ok, je vais utiliser la flexion d'une poutre pour le module de young puis avec un effort de torsion , de la formule de déformation angulaire en déduire le module de coulomb, avec la relation entre les deux modules déterminer le coefficient de poisson de l'acier premièrement, puis la vitesse du son dans le matériau.
J'ai encore deux questions:
Une onde stationnaire est la somme de deux ondes progressives de sens de propagation différents, à partir de cela serait-il possible de déterminer la vitesse du son dans le matériau ? Je pense que non mais je veux en être sur.
Pour la méthode de la tige que tu as réalisé, en gros tu attaches une charge à ta tige verticale, tu recherches les fréquences propres "à la main" et tu mesures la demi-longueur d'onde grâce au ventre que tu cherche azu toucher ?
Merci beaucoup !
Bonjour.
Avec des ondes stationnaires, on peut déduire la vitesse du son dans les matériaux si on connait la fréquence et on peut déterminer la longueur d'onde.
Dans l'expérience de Kundt, on fixe la longueur d'onde en utilisant le mode d'oscillation le plus bas de la baguette: longueur totale égale à lambda/2 avec un nœud au centre et des maxima aux extrémités.
Et on ne fixe pas de charge sur la baguette. On la fait osciller un peu de la même manière que l'on fait vibrer une coupe en cristal en frottant le bord avec le doigt mouillé. Ici on frotte la tige en la serrant et tirant avec un chiffon mouillé avec de l'alcool. Et quand sa vibre, vous l'entendez, et vos voisins aussi.
Au revoir.
Merci pour les réponses, je vais voir ce que je peux faire ^^
Bon week-end
Bonjour, j'ai quelques questions sur ce sujet, j'ai utilisé pour différents échantillons de marbre et de granites pour la determination des fréquences de résonances pour le calcul du module de young la méthode suivante
http://roches-ornementales.com/Site-...ANCE-LONG.HTML
et j'ai également utilisé un appareil à ultrasons pour déterminer la vitesse de propagation des ondes ultrasoniques suivant la plus grande dimension ce qui me donne la vitesse P, j'ai essayé de trouver la vitesse S par le même appareil mais en plaçant les transducteurs sur la même surface de façon la vitesse de surface je voudrai savoir si c'est bien la bonne méthode et je voudrai savoir aussi si c'est possible d'avoir des figures de chladni sur des échantillons de 2 cm d'épaisseur?
merci pour vos réponses
Bonjour et bienvenu au forum.
Vous ne pouvez pas obtenir des informations sur des ondes S avec un transducteur fait pour des ondes P. Il faut un transducteur qui envoie des ondes S (oscillations transversales et non longitudinales).
Pour pouvoir obtenir des figures de Chladni, il faut que la surface bouge suffisamment pour faire décoller les grains marqueurs. Pour cela il faut que l'accélération soit plus grande que 'g' et pour cela il faut que l'amplitude des oscillations soit suffisamment grande. Un calcul bêbête donne une amplitude égale ou supérieure à g/w², où 'w' est la pulsation.
Sur une plaque métallique c'est faisable. Sur du verre ou du marbre, les tensions nécessaires pour une telle accélération peuvent être trop importantes pour la résistance du matériau.
Au revoir.
Merci beaucoup pour ta réponse,
voilà l'appareil que j'ai utilisé
http://www.dsi-equipment.com/en/prod...ting-tico.html
il est fait pour déterminer la vitesse de propagation des ondes ultra-sonores suivant la longueur si on place les transducteurs de part et d'autre de l'échantillon, j'ai des échantillons de dimension: 2cm*60cm*10cm alors pour les ondes P c'est suivant la plus grande dimension et de façon opposé, tandis que pour les ondes S je pose les transducteurs sur la même surface comme sur la photo du site normalement les ondes S correspondent aux ondes de surface et positionnés comme ça ça a donné des vitesses 2 fois moins grandes que celles des ondes P, ce qui est assez logique qu'est ce que vous en pensez?
et quand tu parles de 'g' est ce que tu parle de gravité?
Bonjour.
Je ne suis pas sûr qu'en mettant les transducteurs sur le côté vous créiez des ondes S.
Vous créez une onde de pression qui se déplace en rebondissant sur les bords (en zigzag).
Il est possible qu'à des longueurs d'onde plus grandes que l'épaisseur de la barre, il se créent aussi des ondes S
Il faudrait que vous vérifier avec un matériau avec des coefficients connus: une barre en fer ou aluminium.
Oui. 'g' est bien l'accélération de gravité.
Au revoir.
bonjour,
alors en se référant a ces définitions:
http://eost.u-strasbg.fr/pedago/fich...miques.fr.html
on peut dire que la deuxième vitesse que j'ai obtenu est celle des ondes de Love ?
Bonjour.
Je ne peux pas être affirmatif, mais je doute fort qu'elles le soient.
Je parierais plutôt pour des ondes P avec un parcours en zigzag.
Au revoir.
Merci beaucoup pour ton aide
au revoir
