Exercice1
Suite Ondes progressives
Exercice1On donne la clrit de propagation de londe le long dune
corde est C = 20m.s-1Lextrmit S dune corde est fixe une lame
vibrante qui communique des vibrations sinusodales damplitude a =
3mm et de frquence N = 100Hz. Lautre extrmit est fixe un dispositif
empchant toute rflexion.
1) Calculer la longueur donde de londe progressive qui stablit
le long de la corde.
2) En prenant comme origine des temps linstant o dbute le
mouvement de la source S de sa position dquilibre dans le sens
positif des longations. a) Dterminer lquation horaire du mouvement
de la source S. b) Etablir lquation horaire du mouvement dun point
M de la corde dabscisse x.
3) a) Reprsenter sur le mme systme daxes les sinusodes des temps
dun point S et dun point M1 dabscisse x= 45cm.
b) Comparer les mouvements de ces deux points S et M1.4) a)
Reprsenter laspect de la corde linstant de date t1 = 32,5.10-3 s.
b) Quels sont les points de la corde qui vibrent en quadrature
retard de phase par rapport S linstant t15) On claire la corde par
une lumire stroboscopique de frquence des claires Ne.
Quobserve-t-on aux frquences des claires suivantes : Ne = 50Hz
et Ne = 24,9Hz. Exercice2Une pointe verticale provoque en un point
S de la surface libre dune nappe deau dpaisseur constante, contenue
dans une cuve ondes, des vibrations verticales sinusodales. Le
mouvement de la source S dbute linstant t=0 et sa loi horaire est
yS(t) = 2.10-3 sin (100t + )en mtre. La clrit des ondes la surface
libre de leau est V = 0,5 m.s-1. On ngligera lamortissement et
toute rflexion des ondes.1- On claire la surface de leau laide dune
lumire stroboscopique de frquence NeQuobserve t on pour Ne=25 Hz et
Ne=24,9 Hz.2- Calculer la longueur donde. 3- a- Etablir lquation de
vibration dun point M de la surface libre de leau, situ une
distance x de O. b- Reprsenter laspect dune coupe transversale de
la surface de leau dans un plan vertical passant par O la date t1 =
5,5.10-2 s.Exercice3Une pointe lie une lame vibrante produit en un
point S, de la surface libre dune nappe deau au repos, des
vibrations sinusodales verticales. La source S dbute son mouvement
linstant t = 0 s. 1) Dcrire, brivement, la surface de la nappe
deau, lcran de la cuve en lumire ordinaire
2) Le phnomne observ est plus net au voisinage de S.
Justifier
3) La courbe dvolution au cours du temps de llongation dun point
M du milieu propagateur, se trouvant au repos une distance r1= 1.5
cm de S, est donne par la figure 1
a) Montrer que la valeur de la clrit de londe qui se propage la
surface de leau est V= 0,5m.sb) Dfinir la longueur donde dune onde
progressive. Dterminer la valeur de londe considre.
c) Dterminer lquation horaire du mouvement du point M. On
prcisera les valeurs de lamplitude, de la pulsation et de la phase
initiale.
d) Dduire lquation horaire du mouvement de la source
4) La courbe de la figure 2 reprsente, un instant t1, une coupe
transversale de la surface de leau suivant un rayon (Or). Le point
O concide avec la position de S au reposEn exploitant cette courbe,
dterminer : a) Linstant tb) Les positions de tous les points
vibrants en quadrature de phase avec la source S cet instant.
