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Chapitre 2: Les ondes mécaniques. 2.1 Les caractéristiques des ondes Une onde est une perturbation par rapport à un état normal ou déquilibre qui se propage.

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1 Chapitre 2: Les ondes mécaniques

2 2.1 Les caractéristiques des ondes Une onde est une perturbation par rapport à un état normal ou déquilibre qui se propage sans déplacement de matière. Une onde mécanique se déplace à la surface ou à l intérieur d un matériaux ayant des propriétés élastiques; il doit absolument y avoir un mécanisme qui tend à faire revenir le milieu à son état normal ou déquilibre. Une impulsion est une perturbation momentanée par rapport à létat déquilibre. Dans une onde transversale, le déplacement des particules est perpendiculaire à la direction de propagation de l onde. Dans une onde longitudinale, le déplacement des particules a la même direction que la vitesse de l onde (liquide & gaz) Simulations: types dondes, vaguestypes dondesvagues

3 2.2 La superposition dondes Des ondes superposées se chevauchent dans une région donnée. Il y a superposition linéaire si lamplitude totale est la somme algébrique des amplitudes des ondes individuelles: y t = y 1 + y 2 Simulation: superpositionsuperposition

4 2.3 La vitesse dune impulsion sur une corde Dans un référentiel qui se déplace vers la droite avec limpulsion, celle-ci est immobile alors que la corde se déplace vers la gauche à la vitesse v. Une petite section de corde de longueur l et de masse m subira une force centripète égale à la composante verticale de la tension dans la corde F

5 2.4 La réflexion Lorsquune impulsion se propageant dans une corde en atteint lextrémité, elle est réfléchie. Limpulsion est inversée si lextrémité est fixe. Limpulsion est droite si lextrémité est libre. Simulations: réflexionréflexion

6 2.4 La transmission Lorsquune impulsion rencontre la jonction entre une corde légère et une corde lourde, il y a une réflexion partielle avec inversion et une transmission partielle. Lorsquune impulsion rencontre la jonction entre une corde lourde et une corde légère, il y a une réflexion partielle sans inversion et une transmission partielle. Limpulsion transmise nest jamais inversée. Une impulsion plus lente est aussi plus courte.

7 2.5 Les ondes progressives Une onde progressive dans le référentiel x,y correspond à une fonction (impulsion) indépendante du temps dans un référentiel x,y se déplaçant avec londe à une vitesse v.. Exemple 2.4

8 2.6 Les ondes sinusoïdale progressives Onde sinusoïdale progressive

9 Exemple E3 Soit londe transversale décrite à la figure. Sa vitesse de propagation est de 40 cm/s vers la droite. Déterminer: (a) la fréquence; (b) la différence de phase en radiants entre des points distants de 2,5 cm; (c) le temps nécessaire pour que la phase en un point varie de 60 o ; (d) la vitesse dune particule au point P à linstant représenté.

10 2.7 Les ondes stationnaires f 1 est la fréquence fondamentale et les autres f n sont des harmoniques dont les fréquences sont des multiples de la fréquence fondamentale. Simulations: corde simple, addition, corde de Melde, clavecin1, clavecin2corde simpleaddition corde de Meldeclavecin1clavecin2

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