Propagation des ondes : bac S centre étrangers 2010

En situation de pêche, le plomb arrive dans l'eau au point O' à l'issu du lancer. La date de l'impact est notée t0 = 0 s. On observe alors un phénomène se propageant à la surface de l'eau dont une vue en coupe, à une date t, est donnée ci-dessous. Donner la définition d'une onde mécanique progressive. On appelle onde mécanique progressive le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière, mais avec transport d'énergie. Une onde se propage, à partir de la source, dans toutes les directions qui lui sont offertes. L'onde se propageant à la surface de l'eau est-elle transversale ou longitudinale ? Justifier. L'onde est transversale : la direction de déformation du milieu est perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde. L'onde est-elle périodique ? Justifier. L'onde n'est pas périodique. Le mouvement de la source O' ne se répète pas au cours du temps. L'onde atteint une feuille située en x1 = 0,200 m à la date t1 = 2,00 s. Afin de simplifier l'exercice, la feuille est considérée comme ponctuelle. Déterminer la célérité de l'onde considérée. c =x1 / t1 = 0,200 / 2,00 = 0,100 m /s.   A partir du schéma de coupe donné précédemment, déterminer la date t' à laquelle la feuille sera à nouveau immobile à la surface de l'eau. 20 cm  = 0,20 m ; puis 0,20 / 0,10 = 2,0 s. t' = t1 +2,0 = 4,0 s. Lors de l'impact du plomb à la surface de l'eau, il se produit un son bref se propageant dans l'air et dans l'eau. La célérité du son dans l'air est vair = 340 m/s dans les conditions de l'expérience. Une libellule perçoit le son à la date t2 = 1,0 10-2 s. Déterminer la distance entre le point d'impact O' et la libellule. distance = vair t2 =340*1,0 10-2  = 3,4 m. Un poisson situé à 30 m de l'impactperçoit le même son  avec un retard t = 1,0 10-2 s par rapport à la libellule. Exprimer la date t3 à laquelle le poisson perçoit le son en fonction de t et t2. t3 = t + t2 = 2,0 10-2 s En déduire la célérité du son dans l'eau dans les conditions de l'expérience. veau = 30 / t3 = 30 / 0,020 = 1,5 103 m/s. .

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