Exercice type bac ondes mécaniques

[Le Capitaine Jack Sparrow]

Bonjour,

Pour la première question je trouve la même chose que dans la correction mais pour la deuxième je crois que la correction est fausse.

Exercice:
A la surface d'un liquide, des vibrations transversales, entretenues par un vibreur de fréquence f = 150 Hz, provoquent une onde progressive circulaire. La distance entre deux crêtes est: l = 5,2 mm.
1° Déterminer, pour cette onde progressive:
a) sa fréquence,
b) sa longueur d'onde
c) sa célérité.
2° Une seconde après le début de l'émission, on interrompt le vibreur durant 0,40 s, puis on reprend l'émission.
Calculer la différence es rayons des deux fronts d'onde.

Correction:
1° a) La fréquence de l'onde est égale à celle du vibreur : f = 150 Hz.
b) La distance entre deux crêtes est égale à la longueur d'onde.
λ = 5,2 mm = 5,2.10^-3 m.
c) λ = v / f; soit v = λ * f = 5,2.10^-3 * 150 = 7,8.10^-1 m.s^-1
2° La différence des rayons des deux fronts d'onde est d = v.t ;
d = 7.8.10^-1 * 0.40 = 0.31 m


Si j'ai bien compris, la fréquence de 150 Hz, indique qu'une nouvelle onde sort toutes les 0,15 seconde. Ainsi, la dernière onde qui sera sorti à l'interruption du vibreur sera la sixième onde à 0,9 seconde.
Le temps entre la sixième et la septième onde est donc 0,50, on a donc d = 7.8.10^-1 * 0.50 et non 0,40.

Qu'en pensez vous s'il vous plait ?
Merci pour vos réponses.
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[LPFR]

Bonjour.
Pensez comme dans une course cycliste :
La différence de temps entre les deux fronts d’onde est 1 s + 0,4 s soit 1,4 s.
La différence de distance sera 1,4 s multiplié par la vitesse des ondes.
Autour de 1 m.
Au revoir.

[Le Capitaine Jack Sparrow]

Je ne comprends pas.
On éteint le vibreur pendant 0,40 seconde, si la différence de temps entre les deux fronts d’onde était de 1, 4 seconde, cela signifierai que le vibreur n'aurait produit qu'une seule onde pendant 1 seconde, et que donc la périodicité spatiale serait supérieur à 1 seconde et donc que la fréquence serait inférieur à 1 Hz.

[Resartus]

Bonjour,
Vous faites une confusion sur ce qu'est le front d'onde : ce n'est pas un maximum quelconque de l'onde, mais c'est la premiere ride causée au début de la mise en vibration et qui s'élargit progressivement. C'est l'endroit frontière où l'eau, initialement immobile, commence juste à se mettre à osciller. Le deuxième front d'onde est lui celui qui sera lancé lors du redémarrage du vibreur.
Comme indiqué par LPFR l'intervalle de temps entre ces deux démarrages est de 1,4 s

[A voir en vidéo sur Futura]

[Le Capitaine Jack Sparrow]

Ah d'accord, merci. Donc la correction est quand même fausse.
Sinon, j'ai bien compris ce qu'était la fréquence ?
En une seconde, le vibreur produira 6 ondes c'est bien ça ?

[LPFR]

Ah d'accord, merci. Donc la correction est quand même fausse.
Sinon, j'ai bien compris ce qu'était la fréquence ?
En une seconde, le vibreur produira 6 ondes c'est bien ça ?

Re.
Non.
En 1 seconde, le vibreur oscillera 150 fois. C’est la même chose que de dire que sa fréquence est de 150 hertz (ou cycles par seconde, comme on disait il y a un demi-siècle)
Pendant la première seconde il oscillera 150 fois en créant une onde qui durera 150 périodes et dont la longueur totale sera égale à 150 longueurs d’onde.
A+

[Le Capitaine Jack Sparrow]

D'accord, merci.
J'ai dû mal à voir comment un vibreur peut osciller 150 fois en ne créant qu'une seule onde, mais je n'ai pas de représentation matérielle du vibreur en tête.

Et la fréquence du vibreur a t-elle un impact sur ce que l'on voit au niveau du liquide du coup ? Les crêtes seront-elles de la même taille par exemple si on change la fréquence ? Je précise que pour moi les crêtes sont les hauteurs d'eau au niveau du passage des ondes. Là aussi, j'ai peut-être une mauvaise définition de la chose.

[LPFR]

D'accord, merci.
J'ai dû mal à voir comment un vibreur peut osciller 150 fois en ne créant qu'une seule onde, mais je n'ai pas de représentation matérielle du vibreur en tête.

Et la fréquence du vibreur a t-elle un impact sur ce que l'on voit au niveau du liquide du coup ? Les crêtes seront-elles de la même taille par exemple si on change la fréquence ? Je précise que pour moi les crêtes sont les hauteurs d'eau au niveau du passage des ondes. Là aussi, j'ai peut-être une mauvaise définition de la chose.

Bonjour.
Votre problème vient de ce que vous entendez par « onde ».
Une onde est une perturbation, périodique ou non, qui se propage, et ceci indépendamment de la durée.
Certains émetteurs de radio ou télévision émettent des ondes de façon ininterrompue depuis des années.
Une onde n’est pas limitée à un seul aller-retour de la valeur qui constitue la perturbation.

La fréquence du vibreur à un impact sur la longueur d’onde, et la vitesse. Dans ce cas d’espèce : les ondes du l’eau, la vitesse de propagation dépend de la longueur d’onde (et de la profondeur). Mais elle n’a pas d’effet sur l’amplitude. Celle-ci ne dépend que de l’amplitude d’oscillation du vibreur lui-même.
Au revoir.