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Ondes stationnaires résonantes. Points essentiels 1. Tuyaux fermés 1. Application: Mesure de la vitesse du son 2. Tuyaux ouverts Section 3.2 de Benson.

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1 Ondes stationnaires résonantes

2 Points essentiels 1. Tuyaux fermés 1. Application: Mesure de la vitesse du son 2. Tuyaux ouverts Section 3.2 de Benson

3 Tuyaux fermés (ouverts à une seule extrémité) Fermé dun côté (Nœuds de déplacement) n = 1, 3, 5, 7, … (Seulement les harmoniques impairs)

4 Tuyaux fermés (ouverts à une seule extrémité) (suite) On peut généraliser (n = 1, 3, 5, …) Exemple: Calculez les 3 plus basses fréquences pour un tube de 1m de long fermé dun côté et ouvert de lautre. Solution: f 1 = 85 Hz, f 3 = 255 Hz, f 5 = 425 Hz,

5 Application Calcul de la vitesse du son dans lair On fait varier la longueur dune colonne dair en modifiant le niveau de leau dans un tuyau. On place un diapason ( f = 500 Hz) vibrant directement au dessus de lextrémité ouverte. Pendant que le niveau baisse, on entend une première résonance à 16,0 cm et par la suite à 50,5 cm, 85,0 cm et 119,5 cm.

6 Application (suite) a) Calculer la vitesse du son dans le tube (air) Distance entre 2 résonances --» /2 Soit = 0,690 m Alors v = x f = 345 m/s

7 Application (suite) b) À quelle distance de lextrémité ouverte retrouve-t-on un nœud de variation de pression ? L = ¼ – L = 17,25 cm – 16,0 cm = 1,25 cm N.B. Cette correction est de lordre du rayon du tube.

8 Tuyaux ouverts aux deux extrémités Ouvert aux deux extrémités (Ventre de déplacement) n = 1, 2, 3, 4, … (Toutes les harmoniques)

9 Tuyaux ouverts aux deux extrémités (suite) On peut généraliser (n = 1, 2, 3, …)

10 Laboratoire sur les ondes stationnaires Dans la seconde partie de lexpérience sur les ondes stationnaires, Julie, Valérie et Kim ont obtenu une lecture de 0,430 m pour le cinquième harmonique dun oscillateur possédant une fréquence de Hz. Déterminez la vitesse du son dans lair.

11 Laboratoire sur les ondes stationnaires Comme il sagit dun tube fermé à ses deux extrémités, le cinquième harmonique se trouve lorsque: f 5 = 5 v son /2 L Alors v son = (2 000 Hz x 2 x 0,430 m)/5 On trouve v son = 344 m/s Et cest une excellente valeur !!!!!!

12 Travail personnel Faire lexemple 3,2 Question aucune Exercices 15, 17 et 21 Problème 6


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