Travaux Diriges N°1 Exercice 1 [PDF]

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TRAVAUX DIRIGES N°1 EXERCICE 1 On donne le diagramme de mouvement d’un point M (sinusoïde des temps) d’abscisse x par rapport à la source S extrémité d’une corde le long de laquelle se propage une onde sinusoïdale transversale à une célérité constante v=20 m.s-1.

1. Prélever du graphe : a. La période temporelle T de l’onde. Calculer sa fréquence et déduire sa longueur d’onde . b. Le retard temporel du point M. calculer son abscisse. 2. Déterminer l’équation horaire de mouvement du point M, déduire celle du point S.

EXERCICE 2 Au cours d’une manipulation de cours, un élève crée une perturbation qui se propage le long d'une corde élastique. La scène est filmée et un chronomètre est déclenché lorsque la perturbation quitte la main de l’élève repéré par le point S sur la corde. A l’aide du logiciel qui permet d’analyser la vidéo obtenue on isole une image reproduite ci-dessous à l’instant t1 = 3s.

1. L’onde est-elle transversale ou longitudinale ? L’onde transporte-t-elle de la matière ? 2. Représentez par un point A sur la corde, le front d’onde 3. Déterminer la célérité de l'onde le long de la corde. 4. Quel va être le mouvement du point D ? quel est la durée de ce mouvement ?

5. Où se trouve les point A, B et C à la date t’ = 4 s ? Vous vous aiderez d’un schéma pour répondre à la question. 6. Considérons l’extrémité de la corde située au point noté F à 6,0 m de l’élève. Avec quel retard par rapport au point A, le point F commence-t-il à bouger ?

EXERCICE 3 On donne l’aspect d’une corde à la date t1=0,0275 s (sinusoïde des espaces) le long de laquelle se propage une onde sinusoïdale transversale à une vitesse constante V.

1. Prélever du graphe La période spatiale  de l’onde. Déduire l’abscisse XF du front d’onde à la date t1. 2. Calculer la célérité V de l’onde. Déduire sa fréquence 3. Déterminer l’équation horaire de mouvement du point source S

EXERCICE 4 Un émetteur et un récepteur d’ultrasons sont placés côte à côte face à une paroi réfléchissante. L’émetteur émet des salves d’ultrasons. Les tensions de sortie de l’émetteur (A) et du récepteur (B) sont observées sur l’écran d’un oscilloscope. Voir figure1. On précise les valeurs suivantes — l’échelle de l’axe horizontale des temps est de 1.0 ms/div — la vitesse du son dans l’air à 20°C est v = 340 m.s-1 a. En quoi une onde ultrasonore est-elle une onde mécanique progressive ? b. Quel signal observé à l’oscilloscope correspond à l’émetteur et au récepteur ?

c. Quel est le retard entre le récepteur et l’émetteur ? d. Déterminer la distance qui sépare l’émetteur et le récepteur de la paroi réfléchissante. e. En déduire une application possible des ultrasons

Figure1