• Début le 06/10/2021
• Fin le --/10/2021

Partie 1: Les Ondes

Unité 1: Les Ondes mécaniques progressives

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• Définir une onde mécanique et sa célérité
• Définir et reconnaître une onde transversale et une onde longitudinale
• Connaître et exploiter les propriétés générales des ondes
• savoir que la perturbation en un point du milieu, à l’instant t, est celle qu’avait la source au temps t’ = t – τ, τ étant le retard
• Exploiter la relation entre le retard, la distance et la célérité.
• Exploiter un document expérimental donnant l’aspect de la perturbation à des dates données en fonction de l’abscisse : interprétation, mesure d’une distance, calcul d’un retard et/ou d’une célérité.
• Utiliser un dispositif expérimental pour mesurer un retard ou une distance lors de la propagation d’une onde. En particulier utiliser un oscilloscope pour mesurer le retard d’un cloc sonore

Connaissances Compétences

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I - Notion D’une Onde Mécanique Progressive

1. Onde Mécanique

L’onde mécanique : est le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel élastique sans transport de matière qui forme ce milieu mais avec transport d’énergie

2. Onde mécanique progressive

L’onde mécanique progressive : est une succession continue des signaux mécaniques, résultant d'une perturbation entretenue et continue de la source d’onde.

3. Ondes progressives transversales ou longitudinales.

En comparant les directions des perturbations et les directions de propagation on peut distinguer deux types d’ondes :

4. Onde Sonore

Le son est une onde mécanique progressive longitudinale se propage dans les milieux matériels (solide et liquide et gaz) et ne se propage pas dans le vide, et il se propage grâce à une compression et une dilatation du milieu de propagation

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1. Direction de propagation de l’onde

Une onde se propage, à partir de sa source, dans toutes les directions qui lui sont offertes. Dans le cas de la corde et le ressort, l’onde se propage dans un milieu unidimensionnel, et dans le cas de l’eau, l’onde se propage dans un milieu bidimensionnel, et dans le cas du son, l’onde se propage dans un milieu tridimensionnel.

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2. Les propriétés générales D’une Onde Mécanique Progressive

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2. La superposition de deux ondes mécaniques

Lorsque deux ondes mécaniques (d’une perturbation très faible) se croisent, elles se superposent et continuent à se propager après leur rencontre sans se perturber (elle garde la même forme et la même célérité).

Lors de leur rencontre, les amplitudes des deux ondes s’ajoutent

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3. La Vitesse De Propagation D’une Onde

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τ

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3. Choix des axes de représentation pour une perturbation

On peut représenter l’élongation de la corde telle qu’on la voit réellement dans l’espace à un instant donné (voir a.) mais on peut aussi la représenter dans le temps à une position donnée (voir b.).

2. Exercice d’application 1

Une perturbation se propage de gauche à droite le long d’une corde avec une célérité v = 5,0 m⋅s^-1

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1-Cette onde est-elle longitudinale ou transversale ? Justifier.

2-La photo de la corde ci-contre a été prise à une date t . déterminer t

3-Déterminer la valeur du retard τ du point M par rapport à la source de l’onde S ?

4-Quelle est la longueur de la perturbation ? Quelle est sa durée ?

5-Représenter la corde a la date t=2s.

Exercice d’ intégration

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3. Exercice d’application 2

La figure ci-dessous représente la propagation d’une onde le long d’une corde. Elle représente l’aspect de la�corde à l’instant t = 0,20s.

Sachant que la perturbation commence à

partir d’une source S à l’instant t₀ =0

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1. Définir une onde mécanique progressive.
2. Quelle la nature de cette onde ? justifier.
3. Quels sont à cet instant les abscisses des points correspondant au début et à la fin du signal ?
4. Quelle est l’étendue spatiale l de l’onde, c’est à dire la longueur de la corde affectée par l’onde ?
5. Calcule la célérité V de l’onde qui se propage sur cette corde.
6. Déduis-en l’aspect de la corde à l’instant t₂=0,38s (représenter sur le schéma précédent)
7. A quelle date le début de l’onde va-t-il arriver en un point M?
8. A quelle date la fin de l’onde va-t-elle arriver en M ?
9. L’élongation (déplacement transversal) y_M du point M à un instant t est le même que celui provoqué au point S , noté y_S, à l’instant t–τ . Calcule la valeur de τ et donner la relation entre y_M et y_S .
10. Trace le graphe donnant les variations de la déformation y en fonction du temps pour le point M puis pour le point S, en utilisant les résultats des questions précédentes.

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