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Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples Propagation dondes de déformation à la surface de leau. Simulation.

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1 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples Propagation dondes de déformation à la surface de leau. Simulation

2 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples Propagation dune onde de déformation le long dun ressort. Propagation dune onde de déformation le long dune corde Simulation

3 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples Simulation de la propagation dun tsunami. Simulation

4 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples Autres exemples:  Une hola dans un stade,  les ondes radio (télévision, radio, téléphonie mobile...),  les ondes ultrasonores (communication entre poissons, repérage de lespace par les chauves- souris...) etc... Simulation

5 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples Les questions que se posent le physicien: Quest-ce quune onde ? Comment décrire la propagation dune onde; avec quel nouveau vocabulaire ? Quels sont les paramètres qui influencent la propagation dune onde ? Simulation

6 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives Question: Que va faire le bateau au passage de londe ? Simulation

7 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives On appelle onde mécanique progressive, le phénomène de propagation libre dune perturbation (ou déformation) dans un milieu, sans transport de matière. Conclusion: Simulation

8 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales Onde de déformation le long dune corde. Le déplacement de la perturbation seffectue perpendiculairement à la direction de propagation: Cest une onde transversale. Simulation

9 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales Autre exemple dondes transversales. Onde de déformation à la surface de l eau: Simulation

10 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales Onde de déformation (de compression) le long dun ressort. Le déplacement de la perturbation seffectue dans la même direction que celle de la propagation : Cest une onde longitudinale. Simulation

11 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales Expérience de la bougie et du haut-parleur La flamme se met à bouger en suivant le mouvement de va et vient de lair : Ceci illustre la nature longitudinale des ondes sonores. Observations: Simulation

12 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales Une onde sonore résulte de la propagation dune onde longitudinale de compression- dilatation dans un milieu, solide, liquide, ou gazeux. Conclusion: Simulation

13 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition La célérité dune onde est la vitesse de déplacement de la perturbation. Elle est égale au rapport de la distance d parcourue par londe sur la durée t nécessaire pour la parcourir. (m) (s) (m.s -1 ) Simulation

14 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. Mesure de la célérité dune onde de déformation transversale le long dune corde tendue. Schéma du montage Simulation

15 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. Résultats: durée de propagation entre les deux capteurs (en ms). Conclusion: La célérité de londe dépend de la tension de la corde, plus celle-ci est grande, plus londe se propage vite. Remarque : On verra dans le chapitre suivant que la célérité dépend aussi de la masse linéique de la corde ,581 Simulation

16 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. Mesure de la célérité du son dans l air. Schéma du montage Simulation

17 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. Résultats: Simulation

18 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. Résultats: Remarque: Tout comme pour la corde, la célérité du son dépend des caractéristiques (température, état physique…) du milieu. Distance entre les deux micros : D = 0,50 m Durée de propagation : t = 1,4 ms Dans lair (à 20 °C), la célérité du son est : Simulation

19 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. D) Croisement de deux ondes Question : Quarrive-t-il lorsque deux ondes se rencontrent ? Expérimentation: On touche successivement la surface de leau en deux points différents en veillant bien à ce que chaque onde soit observée seule. Conclusion: On constate que, dans ce cas, les deux ondes se croisent sans se perturber Simulation

20 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. D) Croisement de deux ondes E) Propriétés générales des ondes  Une onde se propage, à partir de la source, dans toutes les directions qui lui sont offertes.  La perturbation se transmet de proche en proche sans transport de matière (mais il y a par contre un transfert dénergie).  La célérité de propagation dune onde est une caractéristique du milieu. Deux ondes peuvent se croiser sans se perturber Effet dune onde sismique. Simulation

21 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. D) Croisement de deux ondes E) Propriétés générales des ondes F) Comparaison entre la propagation d une onde et le déplacement d un mobile. Le mouvement dun solide: se décrit à laide dune trajectoire, correspond à un transport de matière, est affecté par un choc avec un autre mobile, la vitesse diminue en cas de frottements. La propagation dune onde: se fait à partir dune source dans lespace environnant sans direction unique privilégiée mais dans toutes les directions possibles, compte tenu des contraintes du milieu, ne correspond pas à un transport de matière, Cest lamplitude de londe et non sa célérité qui diminue dans le cas dun milieu absorbant. Simulation

22 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. D) Croisement de deux ondes E) Propriétés générales des ondes F) Comparaison entre la propagation d une onde et le déplacement d un mobile. III) Ondes progressives à une dimension A) Définition Une onde progressive est dite à une dimension si elle se propage dans un milieu à une dimension. Définition: Exemples : une corde tendue de faible épaisseur, est un milieu à une dimension. La surface de leau est à deux dimensions. Lair, est un milieu à 3 dimensions. Simulation

23 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. D) Croisement de deux ondes E) Propriétés générales des ondes F) Comparaison entre la propagation d une onde et le déplacement d un mobile. III) Ondes progressives à une dimension A) Définition B) Notion de retard Létat vibratoire de M 2 est sensiblement le même (avec un léger amortissement) que celui de M 1 mais décalé dans le temps. Ce décalage ou retard correspond à la durée nécessaire pour que la perturbation parcours la distance d. On note ce retard et on a : Courbes Simulation

24 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. D) Croisement de deux ondes E) Propriétés générales des ondes F) Comparaison entre la propagation d une onde et le déplacement d un mobile. III) Ondes progressives à une dimension A) Définition B) Notion de retard Généralisation: La perturbation qui existe en un point M correspond à celle qui existait auparavant en un point M à linstant t = t - avec: étant le retard et V la célérité. Simulation

25 Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES I) Exemples II) Définitions et vocabulaire A) Ondes mécaniques progressives B) Ondes transversales, longitudinales C) Célérité 1) Définition 2) Mesure de la vitesse de propagation le long dune corde tendue. 3) Mesure de la vitesse du son dans lair. D) Croisement de deux ondes E) Propriétés générales des ondes F) Comparaison entre la propagation d une onde et le déplacement d un mobile. III) Ondes progressives à une dimension A) Définition B) Notion de retard FIN Simulation

26 Distance entre les deux micros: D=0,50 m Simulation


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