physique: Ondes

1. Définition:
Une onde est une perturbation qui se propage dans un milieu

Une onde progressive est provoquée par des perturbations périodiques

Exercice 1 : A t=0, une perturbation est déclenchée en O, elle se propage le long d’un ressort comme le montre le schéma suivant ; on donne t₁= 0.05s et t₂ un autre instant.

1. Préciser si l'onde est longitudinale ou transversale.

2. Calculer sa vitesse de propagation et déduire la valeur de t₂.

3. En diminuant au minimum le phénomène de réflexion de l’onde à l’extrémité droite du ressort on répète la perturbation identique à elle-même chaque 0,8 s. Déterminer la période, fréquence et longueur d’onde de l’onde.

4. Si on répète la perturbation identique à elle-même chaque 1s au lieu de 0,8s. Que devient la vitesse de l’onde dans ce cas.

Exercice 2 : Un vibreur muni d’une tige de pointe S perturbe la surface libre de l’eau d’une cuve à onde à la fréquence 25Hz. B est un bouchon placé à la surface vibrant en phase avec la source. Le schéma représente la surface de l’eau à un instant t où la source vibre avec une élongation maximale de valeur 4mm

1. Déterminer la fréquence, la période, l’amplitude, la longueur d’onde et la vitesse de l’onde.

2. Représenter sur un graphe y(x) l’élongation de tous les points entre la source ponctuelle S et B à l’instant t.

3. Représenter sur un graphe y_B(t) l’élongation de B au cours du temps en prenant l’instant t origine du temps.

4. La position du bouchon B à t étant SB=12cm. Quelle doit être la position du bouchon à t’= t+2T (T est la période de l’onde) ?

5. Un autre bouchon B’ est placé à la distance SB’=15cm. Comparer l’état vibratoire de S et celui de B’.

Exercice 3:

Le document à droite montre un milieu perturbé périodiquement ; les petites boules représentent les particules matérielles perturbées sans être emportées par l’onde

Le document à gauche représente une perturbation unique se propageant dans la corde à différents instants, observer ce document et répondre aux questions suivantes :

1. La perturbation étant créée à la date 0 ; à quelle date se trouve-t-elle en a ?b ? et c ?

2. Sachant que le point P se trouve à 10cm de O à la date 0; à quelle distance de O se trouve P à la date t₁ ? t₂ ? et t₃ ?

3. Calculer la vitesse de l’onde le long de la corde sachant que la date de passage de l’onde en P est 0,25s