exercices sur les ondes

[Pauline TS]

Bonsoir,

Je ne sais plus quoi faire face à des exercices sur les ondes. Je ne comprends pas un dixième de ce que je dois répondre aux questions. J'ai épuisé toutes mes ressources. Pourriez-vous m'aider ? Tout du moins me guider pour que je rédige un semblant de devoir...Autant dire que je suis totalement perdue.
énoncé:
Exercice 1
Une fois excité, un diapason émet une onde sonore de fréquence 440Hz. Pendant presque une minute, cette
onde peut être considérée comme progressive et sinusoïdale. Deux microphones M1 et M2 sont placés à une
distance d1 et d2 du diapason, supposé ponctuel. Les microphones M1 et M2 sont reliés respectivement aux
voies 1 et 2 d'un oscilloscope bicourbe. La distance d=70,0cm est la distance minimale pour laquelle les
signaux observés sur l'oscilloscope sont en phase.
1. Quelle est la célérité du son dans l'air dans les conditions de l'expérience?
2. Si cette expérience était réalisable sous l'eau, les signaux seraient-ils en opposition de phase pour la
distance d=70cm? Sinon, pour quelle distance?
Donnée: La célérité du son dans l'eau est de 1500 m.s-1.
Exercice 2
Un vibreur provoque des ondes sinusoïdales de fréquence f=50Hz à I'extrémité d'une corde. Un point M situé à
la distance d=18cm de l'extrémité commence à vibrer à l'instant t=0,060 secondes après la mise en fonction du
vibreur.
1. Déterminer la célérité des ondes le long de cette corde.
2. Représenter sur deux graphes différents l'évolution de la position du point M et celle de la source S pour t
variant de 0 à 0,080s.
3. Comparer l'état vibratoire du point M et du point S. Que peut-on dire de la distance les séparant.
4. Quelle est la plus petite distance séparant deux points vibrant en phase?
5. Pour quelle fréquence la distance précédente vaut-elle 5cm?
Exercice 3
Une onde progressive sinusoïdale de fréquence 50,0Hz, créée par une source S à partir d'une date to=0 se
propage à la surface de l'eau. La figure ci-dessous représente, à une date t, une coupe de cette surface par un
plan vertical passant par S. A cette date, I'élongation du point S est nulle.
(Pour cet exercice il y a également un schéma d'une onde)
La distance AB est égale à 3,0cm, l'amplitude constante de l'onde est de 4mm.
1. L'onde est-elle longitudinale? transversale? circulaire? rectiligne?
2. Quelle est la valeur de la longueur d'onde?
3. Sur le schéma, combien y a-t-il de points vibrant en opposition de phase avec S? Faire un schéma en
indiquant les positions et les mouvements de ces points et celui du point S à la date t.
4. Quelle est la célérité de cette onde ?
5. Quelle est la valeur de t?
6. Quel a été le sens de la déformation à la date to=0?
7. Comparer, à la date t'=0,20s, I'élongation du point S avec celle du point N situé à une distance d=1,25cm
de S.
Exercice 4
Une onde progressive sinusoïdale de fréquence 15,0Hz, se propage à partir d'un point S de la surface de l'eau
contenue dans une cuve. L' amplitude du mouvement de S est de 5,0mm.
Un point M de la surface de l'eau, situé à 5,25cm du point S vibre en opposition de phase avec le point S.
1. Quelles sont les valeurs possibles pour la célérité de l'onde si elle est comprise entre 20cm.s-1 et 30cm.s-1?
2. Combien trouve-t-on, entre S et M, de points vibrant en phase avec S?
3. Comparer l'amplitude de vibration des points S et M.

[SoS(28)]

Bonsoir, il faudrait dans un premier temps réaliser un schéma afin de mieux comprendre ensuite il faut relire son cours ou regarder son livre de physique.
Pour commencer la célérité correspond à la vitesse donc la vitesse du son dans l'air vaut : ?
Ensuite si les deux signaux captés par les micri sont en phase c'est à dire identiques l'un à l'autre et non décalés cela correspond au fait qu'ils sont séparés d'un nombre entier de longueur d'onde (distance parcourue par l'onde pendant une période)
Lamdba ( y à l'envers) est égal à C x T. Vous connaissez C et T (1/f) à vous pour la suite.
Nous attendons vos réponses on verra les autres exos par la suite mais essayez de réfléchir de vous même.

[Pauline TS]

J'ai essayé de réfléchir avant d'envoyer ce message mais ce que j'ai fait ne me paraissait pas juste.
alors voilà :
ex1
1) j'ai utilisé la formule suivant : lambda = v/f avec v la célérité
j'ai trouvé : 308 m/s
2) J'ai répondu que non car la célérité du son dans l'air était < à celle du son dans l'eau
j'ai ensuite fait le calcul avec la même formule que pour la question 1) : lambda= 1500/440 = 3.4 m

ex2
1) v=lambda x f = 50 x 18e-2 = 9 m/s
Pour les autres questions je ne vois pas comment faire je suis désolée

ex3
1) j'ai dit que l'onde était longitudinale car la direction de propagation était // à la perturbation.
2) j'ai fait un produit en croix avec l'échelle du schéma (joint)
ce qui me donne lambda = 5.0e-2 m
3) je ne sais pas
4) j'ai fait 50 x 5.0e-2 = 250e-2 m/s = 2.5 m/s
5) 1/f = 1/50 = 0.02 s
6) je ne sais pas
7) idem

ex4
Dans celui-ci plusieurs termes me gênent
je ne comprends pas l'amplitude et le terme "opposition de phase" (qui me dérange dans tous les exercices)

merci d'avance

c'est le schéma de l'ex 3

http___lm-aix.edufr.jpg (8.21 Kio) Vu 13898 fois

c'est le schéma de l'ex 3

http___lm-aix.edufr.jpg (8.21 Kio) Vu 13898 fois

[SoS(24)]

Bonjour Pauline,
Tout d'abord, regardons vos réponses des exercices 1 et 2 :

Ex1.
1/ La réponse est juste mais vous n'avez pas détaillé le calcul.
2/ Vous avez trouvé la longueur d'onde dans l'eau mais c'est pas tout à fait ce qu'on vous demande. (relisez l'énoncé, et complétez votre réponse)

Ex2.
1/ Il faut utiliser la relation d = v * t et isoler v.

Je vous laisse corriger ces deux premiers exercices (pendant ce temps, je regarde vos exercices 3 et 4 et je vous les corrige).
A tout de suite.

[SoS(24)]

Rebonjour,
Pour l'ex 3.
1/ Revoyez la définition d'une onde transversale et d'une onde longitudinale, il y a une erreur.
2/ Il faut détailler votre calcul, car je ne trouve pas comme vous.
3/ On le corrigera après.
4/ et 5/ Bonne démarche mais les calculs sont à refaire avec la bonne valeur de lambda.

[Pauline TS]

ex2 :
1) v =d/t donc v = 18e-2/0.06 = 3 m/s
En revanche je bloque toujours sur les 4 autres questions...

ex1
2) je pense que je n'ai pas donné la bonne distance mais je ne vois pas comment trouver d pour l'expérience dans l'eau.

[Pauline TS]

pour l'ex 3
2) pour lambda j'ai pris directement des mesures sur la figure puis je me suis servie de la valeur de AB donnée mais je crois que ce n'était pas la bonne méthode
3) je ne sais toujours pas

[Pauline TS]

pour l'ex 3
2) pour lambda j'ai pris directement des mesures sur la figure puis je me suis servie de la valeur de AB donnée mais je crois que ce n'était pas la bonne méthode
3) je ne sais toujours pas

[Pauline TS]

J'ai essayé de réfléchir mais je crois que certaines questions resteront en suspens même quand je rendrai ce devoir.
Merci pour votre aide

[SoS(28)]

Bonjour, essayer de relire l'énoncé ,vous n'étes pas trop loin .
Nous restons à votre écoute si besoin .

[Pauline TS]

Pourriez-vous juste m'expliquer quelques dernières choses s'il vous plaît :
- qu'est-ce que cela signifie des signaux en opposition de phase?
- Pourriez-vous m'expliquer les questions suivantes :
exercice 2
2. Représenter sur deux graphes différents l'évolution de la position du point M et celle de la source S pour t
variant de 0 à 0,080s.
3. Comparer l'état vibratoire du point M et du point S. Que peut-on dire de la distance les séparant.
4. Quelle est la plus petite distance séparant deux points vibrant en phase?
5. Pour quelle fréquence la distance précédente vaut-elle 5cm?

exercice 3
2. Quelle est la valeur de la longueur d'onde ? (je ne trouve pas de résultat cohérent en utilisant un produit en crois fait avec des mesures à la règle et la longueur AB comme échelle de référence)
3. Sur le schéma, combien y a-t-il de points vibrant en opposition de phase avec S? Faire un schéma en
indiquant les positions et les mouvements de ces points et celui du point S à la date t.

exercice 4
1. Quelles sont les valeurs possibles pour la célérité de l'onde si elle est comprise entre 20cm.s-1 et 30cm.s-1?

- Qu'est-ce que l'élongation pour une onde? et l'amplitude?

Je pense que si vous pouviez répondre à ces questions je m'en sortirais par la suite

[SoS(28)]

Bonsoir, quand des signaux sont en oppositions de phases cela veut dire que quand l'un est à son maxi l'autre est à son mini.
Pour la question2 il faut réaliser un graphe montrant l'évolution dans l'espace(entre 0 et 0,080s) de la source S et du point M .
3.En fonction du dessin vous pourrez montrer comment varie la source S et le point M.
4.Si deux point sont en phase c'est qu'ils sont séparés par un nombre entier de longueur d'onde (voir TP sur la vitesse du son) donc si l'entier vaut 1 les deux points sont séparés d'une longueur d'onde.
5.Il faut reprendre la relation donant la longueur d'onde relien lambda,f et v.

On va commencer avec cela et on verra pour la suite.
Nous attendons vos réponses.