Ondes stationnaires résonantes

Présentation au sujet: "Ondes stationnaires résonantes"— Transcription de la présentation:

1 Ondes stationnaires résonantes

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

3 Tuyaux fermés (ouverts à une seule extrémité)
Fermé d’un 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 d’un côté et ouvert de l’autre. Solution: f1 = 85 Hz, f3 = 255 Hz, f5 = 425 Hz,

5 Application Calcul de la vitesse du son dans l’air
On fait varier la longueur d’une colonne d’air en modifiant le niveau de l’eau dans un tuyau. On place un diapason ( f = 500 Hz) vibrant directement au dessus de l’extrémité 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 --» l/2 Soit l = 0,690 m Alors v = l x f = 345 m/s

7 Application (suite) b) À quelle distance de l’extrémité ouverte retrouve-t-on un nœud de variation de pression ? D L = ¼ l – L = 17,25 cm – 16,0 cm = 1,25 cm N.B. Cette correction est de l’ordre 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 l’expérience sur les ondes stationnaires, Julie, Valérie et Kim ont obtenu une lecture de 0,430 m pour le cinquième harmonique d’un oscillateur possédant une fréquence de Hz. Déterminez la vitesse du son dans l’air.

11 Laboratoire sur les ondes stationnaires
Comme il s’agit d’un tube fermé à ses deux extrémités, le cinquième harmonique se trouve lorsque: f5 = 5 vson /2 L Alors vson = (2 000 Hz x 2 x 0,430 m)/5 On trouve vson = 344 m/s Et c’est une excellente valeur !!!!!!

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