DM Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes

[invitefaf522bc]

Bonjour, j'ai un exercice à faire mais je bloque à partir du 2)b)
pouvez vous vérifier mes réponses et m'aider pour la 2)b)

Enoncé:
Pour un dispositif approprie on fait vibrer sinusoidalement un fil metallique entre deux points fixes. L' une des extremites du fil est accrochee a un support.
A son autre extremite, le fil passe dans la gorge d' une poulie et est tendu a l' aide d' une masse.
La masse par unite de longueur du fil est u= 5.50*10^-13 kg.m^-1.
Données:
la celerite d' une onde se propagent le long du fil tendu est v= racine de (T/u) ou T est la valeur, en newton, de la tension du fil.
g=9.81N.kg^-1
la celerite du son dans l' air dans les conditions de l' experience est v =340m.s^-1

1) La longueur de la pertie du fil qui vibre est L=1.20M
La masse suspendue au fil a pour valeur m=350 g.
Le fil est alors le siege d' une onde stationnaire formant un seul fuseau.

a)Comment se nomme ce mode de vibration?

mode fondamental.

b)Calculer la frequence propre f correspondante.

v=racine de (T/u)
v= racine de (9.81*0.35/ 5.50*10^-3)=25 m/s
f=v/w w etant la longueur d' onde.

f=25/w comme on est dans le mode fondamental , on a: l=w/2 w=2L=2*1.20=2.40m
f=25/2.40 =10.4Hz

c) Quelle est , danc ce cas la longueur d' onde des ondes progressives se propageant le long du fil?

w=2l =2*1.20=2.40m.

2) On souhaite que le fil soit le siege d' une onde stationnaire formant deux fuseaux.
On envisage pour cela trois facons de proceder.
a) On garde constantes les valeurs de L et m , mais on modifie la frequencede vibration.
Quelle doit etre la valeur f' de la frequence de vibration?
Comment se nomme se mode de vibration?
Quelle est, dans ce cas, la longueur d' onde des ondes se propagent le long du fil?

f' =2*f=2*10.4=20.8Hz
le nom de ce mode est : harmonique 2.
longueur d'onde est deux fois plus petite , w=2.40/2=1.20m

b)On garde constantes les valeurs f et L, mais on modifie la masse suspendue au fil.
Quelle doit etre la valeur m' de la masse suspendue au fil?
Quelle est, dans ce cas, la longueur d' onde des ondes se propagent le long du fil?

c'est ici que je bloque

Merci de l'aide
-----

[LPFR]

Bonjour.
On garde la fréquence d'origine 10,4 Hz. Pour former deux fuseaux il faut que la vitesse de propagation soit deux fois plus petite 12,5 m/s au lieu de 25.
Au revoir.

[invitefaf522bc]

Merci pour votre reponse mais vous repondez a la 2)a) je crois maisje ne trouve pas pour la 2)b ) etes vous sur que je garde la meme frequence elle n'est pas multipliee par 2 merci d'avance

[LPFR]

Re.
La question commune à la 2 est: deux fuseaux.
- en a, en changeant la fréquence.
- en b en changeant 'T'.
Du moins c'est comme cela que j'interprète l'énoncé.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefaf522bc]

Est ce que les reponses a mes questions avant sont bonnes ? Pour la 2)a) quel frequence doit on choisir pour la 2)b) onparle d'une masse m' je ne comprends pas comment faire ?

[LPFR]

Re.
Oui. Les autres réponses étaient bonnes.
Pour la 2b il faut changer la tension pour changer la vitesse. Mais cette tension est égale au poids de la masse (vous avez fait ce calcul dans la 1b).
Donc il faut une nouvelle masse pour avoir un nouveau poids et une nouvelle tension et une vitesse de propagation différente.
A+

[invitefaf522bc]

Pourquoi dans le 2)b l'enonce parle d'une masse m' de la masse suspendue au fil et la longueur d'onde je suis perdu là

[invitefaf522bc]

je pense avoir trouvé une masse m' de 1400g pour qu'l y ait 2 fuseaux et donc une fréquence de 20.8 hz



le dm n'est pas terminé mais je veux vérifier mes réponses pour

c) On garde constantes les valeurs L et f, mais on modifie la masse suspendue au fil.
Quelle doit etre la valeur L' de la longueur de la partie du fil qui vibre?
Quelle est , dans ce cas , la longueur d'onde des ondes se propagent le long du fil?
ma reponse:
On a w*n=2L , or on ait en harmonique 2 donc n=2, on a donc 2w=2L
L'=2L=2*1.20=2.40 m
la logueur d' onde est toujours la meme en harmonique 2=2.40m

3)a) Quelle est doit etre la longueur d' un tuyau etroit contenant de l' air et ouvert a ses deux extremites pour que la frequence fondamentale de vibration de la colonne d'air ait la meme valeur que celle du fil dans la question1. ?

v=d/t
t=1/f or f de la question 1 =10.4 Hz donc t=1/10.4 =0.096
donc d=v*t = 0.096*340=32.7 m.

b) Quelle est la longueur d'onde du son correspondant a cette frequence.
ma reponse :
w=v/f =340 /10.4=32.7 m.

merci

[LPFR]

Bonjour.
Non. C'est totalement faux.
Relisez mes messages.
Au revoir.

[invitefaf522bc]

je suis vraiment bloqué là,, je ne sais pas quoi faire pouvez vous m'aider ?

Merci

[invitefaf522bc]

je pense avoir trouvé la réréponse
comme la frequence est multipliee par 2 et la longueur d' onde divise par deux donc la vitesse est divise par 2
on a f=v/w.
donc v/2= (racine de(T/u))/(2)
= racine de (T/4)/u donc
T' = 1/4*T donc
m'=1/4*m = 1*4*350=87.5g.
la logueur d' onde est toujours la meme en harmonique 2=2.40m

[LPFR]

je pense avoir trouvé la réréponse
comme la frequence est multipliee par 2 et la longueur d' onde divise par deux donc la vitesse est divise par 2
on a f=v/w.
donc v/2= (racine de(T/u))/(2)
= racine de (T/4)/u donc
T' = 1/4*T donc
m'=1/4*m = 1*4*350=87.5g.
la logueur d' onde est toujours la meme en harmonique 2=2.40m

Re.
NOOOOOOOOOOOOOOOOOOON !
On ne touche à la fréquence que dans la 2a. Pas dans la 2b.
Dans la 2b, la fréquence est toujours la même que dans la 1: 10,4 Hz.
On vous dit de jouer sur la tension pour obtenir deux fuseaux. Pour cela votre nouvelle longueur d'onde doit être 1,20 m. IL faut que vous jouiez sur la vitesse.
A+

[invitefaf522bc]

Je dois donc trouver une celerite de 12,5m/s pour avoir une frequence de 10,4hz car la longueur d'onde est de 1,2 m ?

[LPFR]

Je dois donc trouver une celerite de 12,5m/s pour avoir une frequence de 10,4hz car la longueur d'onde est de 1,2 m ?

Re.
Oui. C'est ça que j'essaie de vous dire depuis hier.
A+

[invitefaf522bc]

Ok merci beaucoup ! Et je trouve la masse m' en remplacant pour avoir la celerite de 12,5 m/s pouvez vous verifier si la suite de mon dm est bon Hier, 21h03FREDO9399
Re : DM Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes

je pense avoir trouvé une masse m' de 1400g pour qu'l y ait 2 fuseaux et donc une fréquence de 20.8 hz



le dm n'est pas terminé mais je veux vérifier mes réponses pour

c) On garde constantes les valeurs L et f, mais on modifie la masse suspendue au fil.
Quelle doit etre la valeur L' de la longueur de la partie du fil qui vibre?
Quelle est , dans ce cas , la longueur d'onde des ondes se propagent le long du fil?
ma reponse:
On a w*n=2L , or on ait en harmonique 2 donc n=2, on a donc 2w=2L
L'=2L=2*1.20=2.40 m
la logueur d' onde est toujours la meme en harmonique 2=2.40m

3)a) Quelle est doit etre la longueur d' un tuyau etroit contenant de l' air et ouvert a ses deux extremites pour que la frequence fondamentale de vibration de la colonne d'air ait la meme valeur que celle du fil dans la question1. ?

v=d/t
t=1/f or f de la question 1 =10.4 Hz donc t=1/10.4 =0.096
donc d=v*t = 0.096*340=32.7 m.

b) Quelle est la longueur d'onde du son correspondant a cette frequence.
ma reponse :
w=v/f =340 /10.4=32.7 m.

merci

[invitefaf522bc]

Juste a partir du c) je me suis trompe dans le copie colle du message d'hier

[LPFR]

Re.

Ok merci beaucoup ! Et je trouve la masse m' en remplacant pour avoir la celerite de 12,5 m/s pouvez vous verifier si la suite de mon dm est bon Hier, 21h03FREDO9399
Re : DM Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes

je pense avoir trouvé une masse m' de 1400g pour qu'l y ait 2 fuseaux et donc une fréquence de 20.8 hz

Désolé, j'abandonne. Il est inutile de vous donner des conseils. Vous ne les suivez pas.
A+

[invitefaf522bc]

Desole Ilya eu une erreur de manipulation donc j'ai trouve une masse m' de 87,5 g pour une celerite de 12,5 et une frequence de 10,4hz

[LPFR]

Re.
Bon. On continue (mais je dois m'absenter).
Réécrivez à nouveau les questions et les réponses à partir de 2 c (inclus). Car ce que vous avez mis est un méli-mélo.
A+

[invitefaf522bc]

ok merci donc pour le 2)b c'est bon .

je réécris à a partir du 2)c) mes questions et mes réponses



2)c) On garde constantes les valeurs m et f, mais on modifie la longueur de la partie du fil qui vibre
Quelle doit etre la valeur L' de la longueur de la partie du fil qui vibre?
Quelle est , dans ce cas , la longueur d'onde des ondes se propagent le long du fil?

ma reponse:
On a w*n=2L , or on est en harmonique 2 donc n=2, on a donc 2w=2L
L'=2L=2*1.20=2.40 m

la longueur d' onde est toujours la meme en harmonique 2=2.40m

3)a) Quelle doit etre la longueur d' un tuyau etroit contenant de l' air et ouvert a ses deux extremites pour que
la frequence fondamentale de vibration de la colonne d'air ait la meme valeur que celle du fil dans la question1. ?

v=d/t
t=1/f or f de la question 1 =10.4 Hz donc t=1/10.4 =0.096
donc d=v*t = 0.096*340=32.7 m.

b) Quelle est la longueur d'onde du son correspondant a cette frequence.
ma reponse :
w=v/f =340 /10.4=32.7 m.

merci

[LPFR]

Re.
2c - OK.
3a - Non. La longueur du tube doit être lambda/2 (un seul fuseau).
3b - non (logiquement.)
A+

[invitefaf522bc]

et lambda est égal à quoi dans le 3)a et comment faire pour le 3)b) ?

[LPFR]

Re.
Lambda est la longueur d'onde que vous connaissez car vous connaissez la fréquence et la vitesse.
En fait, il faut répondre à la 'b' avant la 'a'.
A+

[invitefaf522bc]

c'est 2.4m ?et donc la longueur du tube est de 1,2 m ?

[LPFR]

Re.
Non.
Vous n'êtes plus dans le fil. Vous êtes dans l'air et la vitesse du son dans l'air est connue.
A+

[invitefaf522bc]

Oui la vitesse du son est de 340m/s dans l'air mais je ne sais pas ou l'utiliser ?

[LPFR]

Re.
Relisez les posts #21 et #22.
A+

[invitefaf522bc]

je fais 340/2 pour la longueur du tuyau car l=lambda/2 dans le mode fondamental et la fréquence est de 10,4 hz (frequence fondamentale) ?

[LPFR]

je fais 340/2 pour la longueur du tuyau car l=lambda/2 dans le mode fondamental et la fréquence est de 10,4 hz (frequence fondamentale) ?

Bonjour.
Non. Vous n'avez pas le droit de toucher à la vitesse du son.
Vous gardez le calcul de lambda de votre post #20.
Puis vous calculez la longueur du tuyau pour qu'elle soit égale à la moitié.
Au revoir.

[invitefaf522bc]

Vous gardez le calcul de lambda de votre post #20 qui est égale à 2,40m

donc ca me fait une longueur de 1.20m ?