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un vibreur S génére des ondes se propageant le long d'une corde de longueur L= 12 m. Un dispositif permet d'éviter toute réflexion à l'extrémité de la corde. A l'instant t = 0 s, le vibreur est mis en marche. On étudie au mouvement d'un point M d'abscisse x = 6 m.
le point M se trouve à 6 m de la source S ; il est atteint à t = 2 s ; la célérité de l'onde est donc v : 6/2 = 3 m. L'extrémité de la corde est atteinte à la date t= 12 / 3 = 4 s. on peut retrouver la valeur de la célérité :v = l / T = 3/1 = 3 m/s.
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Photographies de la cuve à ondes pour deux valeurs de la fréquence de l'excitateur.
corrigé propagation à la surface de l'eau d'une onde mécanique, périodique, transversale ( la déformation du milieu est perpendiculaire à la direction de propagation) l'onde n'est pas diffracté par un obstacle ou une ouverture dont les dimensions sont proches de la valeur de la longueur d'onde ; dans le cas de la diffaction on observerait la figure suivante : quatre longueurs d'onde correspondent à 10 cm d'où l = 10/4 = 2,5 cm = 2,5 10-2 m. la longueur d'onde l (m), la célérité v (m/s) et la fréquence f (Hz) sont liées par la relation l = v / f v = l f = 0,025*10 = 0,25 m/s. Figure 1 : cinq longueurs d'onde correspondent à 10 cm d'où l = 10/5 = 2 cm = 2 10-2 m. v = l f = 0,02*20 = 0,4 m/s. la célérité de l'onde dépend de la fréquence : la surface de l'eau est un milieu dispersif pour les ondes mécaniques. |
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Un générateur de salves ultrasonores et un récepteur sont sur un même axe, séparés d'une distance d = 85 mm. Ces deux appareils sont reliés à un oscilloscope. Les salves sont visualisées à l'écran.
corrigé Propagation dans l'air d'une onde mécanique, périodique, longitudinale ( propagation d'une variation de pression dans la direction de propagation) La lumière est une onde électromagnétique. dix périodes correspondent à 0,25 ms ; T= 0,25 10-3 / 10 = 2,5 10-5 s. Or la période T (s) est l'inverse de la fréquence f (Hz) T= 1 / f = 1 / 40000 = 2,5 10-5 s, résultat en accord. L'oscillogramme 1 correspondant au récepteur : le récepteur reçoit le signal de l'émetteur avec le retard t (s)= distance source- récepteur (m) / célérité (m/s) = 2,5 10-4 s = 0,25 ms célérité v = 85 10-3 / 2,5 10-4 = 340 m s-1. |
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