Exercices du chapitre : corrections

Livre numérique Hatier

Exercice N°31, page 343


Corrigé
  • La fréquence $f$ est le nombre de périodes par seconde, donc $$ f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{\pu{9,5 s}} = \pu{0,11 Hz} $$

  • La longueur d’onde est la distance parcourue par l’onde pendant une période (temporelle) $T$, donc $$ \lambda = vT = \pu{6,0 m.s^{- 1}} \times \pu{9,5 s} = \pu{57 m} $$

  • La longueur d’onde est la période spatiale de l’onde, c’est donc la plus petite longueur au bout de laquelle on retrouve le même état vibratoire dans le milieu. Les deux bouchons doivent être espacés de $\pu{57 m}$.

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Exercices de synthèse

Calculer des durées de propagation

Dans cette bande dessinée, Averell Dalton place son oreille sur un rail en acier afin d’entendre le train.

Célérité du son :

  • dans l’air : $\pu{340 m.s-1}$ ;
  • dans l’acier : $\pu{5000 m.s-1}$.

Le train, situé à une distance $d = \pu{1000 m}$ d’Averell, émet un bruit caractéristique en passant sur un aiguillage.

  1. Au bout de quelle durée $\Delta t_A$ ce bruit est-il perçu par Averell ?
  2. Au bout de quelle durée $\Delta t_J$ est-il perçu par Joe qui se tient debout à ses côtés ?
  3. Avec quelle avance Averell perçoit-il ce bruit par rapport à Joe ?

Réponse
  1. $\Delta t_A = \dfrac{d}{v_{\text{acier}}}$

A.N. $\Delta t_A = \dfrac{\pu{1000 m}}{\pu{5000 m.s-1}} = \pu{0,200 s}$.

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Caractéristiques des ondes mécaniques progressives

Qu’est ce qu’une onde progressive ?

Étude de quelques simulations de propagation d’ondes mécaniques

Onde progressive de compression

Onde progressive se propageant le long d'une corde

PhET Colorado

Onde mécanique progressive

Une perturbation/déformation correspond à la modification d’une propriété mécanique (vitesse, position, …) des constituants d’un milieu matériel.
On appelle onde mécanique progressive le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel, de proche en proche, sans transport de matière mais avec transport d’énergie.

Onde progressive longitudinale

Une onde progressive est dite longitudinale lorsqu’elle se propage selon une direction parallèle à la direction de la déformation. Onde longitudinale le long d'un ressort

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