Physique – Terminale SChapitre 1

Corrigé des exercices

Exercice 13 p. 32 « Longitudinale ou transversale »1. La compression/détente des spires constitue une perturbation qui se propage le long du ressort.

Cette perturbation génère une onde mécanique progressive.2. La perturbation (compression des spires) se fait parallèlement à la direction (horizontale) de

propagation de l’onde : il s’agit d’une onde longitudinale.3. Après le passage de la perturbation, les spires retrouvent leur position d’équilibre.

Exercice 16 p. 33 « Onde mécanique le long d’un ressort »1. On peut voir que, globalement, la zone de compression reste la même entre les deux prises de

vue : on peut donc dire que la perturbation conserve sa forme au cours de la propagation.2. L’onde se propage dans le sens du mouvement d’une spire du ressort : on parle alors d’onde

longitudinale.3. L’échelle est donnée par la règle : 33 mm pour 100 cm ; le début de la zone de compression s’est

déplacé de 46 mm en = 85 ms, soit à l’échelle 46 100

14033

cm

.

4. 13

1, 401,6 .

85.10

dv m s

t

.

Exercice 18 p. 33 « Un 14 juillet »1. L’échelle 1/25000 indique qu’1 mm sur la carte représente 25000 mm = 25 m en réalité. La

distance parcourue par le son est donc D = 62 25 = 1,6.103 m = 1,6 km.2. Pour parcourir la distance D, le son a mis une durée Δt = 4,5 s. Il s’ensuit une célérité

32 11,5.10

3,3.10 .4,5

Dv m s

t

Exercice 22 p. 33 « Sur la Lune »1. a. Le son correspond à une onde longitudinale de compression-détente des couches d’air ; cela ne

correspond pas à un déplacement de l’air de l’émetteur au récepteur, mais à une propagation de proche en proche, où les couches d’air subissent de petits déplacements longitudinaux autour d’une position moyenne.b. La compression-détente des couches d’air se fait selon la direction de propagation de l’onde sonore : c’est pour cela qu’on parle d’une onde longitudinale.

2. a. Le passage d’une onde sonore provoque la vibration des couches d’air successives.b. Le vide n’est pas un milieu matériel : il ne peut pas permettre la propagation d’une onde mécanique, car aucun support matériel ne peut propager la perturbation initiale.

3. Sur la Lune, on admet qu’il n’y a pas d’atmosphère (mais du vide).a. Non : il faudrait qu’une onde sonore se propage du lieu de choc à l’oreille du 2nde cosmonaute, ce qui n’est pas possible dans le vide qui règne à la surface de la Lune.b. Oui : dans ce cas, une onde sonore peut se propager dans le sol lunaire qui, lui, est un milieu matériel. Ce n’est peut-être pas si évident compte tenu de la faible gravité (1/6 de la gravité terrestre), mais le 2nde astronaute peut percevoir le choc.

Exercice 28 p. 35 « Salve d’ultrasons »

Physique – Terminale SChapitre 1

Corrigé des exercices

Exercice 29 p. 35 « Célérité dans les liquides »1.

2.

3. On estime le retard dû à la propagation de l’onde à τ = 6 0,1 = 0,6 ms. Ce retard correspond à la durée sur laquelle l’onde s’est propagée de l’émetteur au récepteur. On en déduit sa célérité

3 14

0,901,5.10 .

6,0.10eau

Dv m s

4. 3 14

0,901, 2.10 .

7,6.10acétone

D Dv m s

n b

3 14

0,901,9.10 .

4,7.10glycérol

D Dv m s

n b

3 14

0,901,3.10 .

6,8.10kérosène

D Dv m s

n b

5. 3

0,9026

341 0,1.10airair

D Dv n

n b v b

!!!

1. τ = Δtoscillo b = 7 0,1 = 0,7 ms

2. 2

2 13

24.103.10 .

0,7.10

dv m s

Δtoscillo

Sur l’ensemble de la salve d’émission, s’étalant sur 5 divisions soit 0,5 ms, on compte 20 périodes : la période du signal est donc de T = 0,5/20 = 0,025 ms = 25 µs. On en déduit la fréquence des oscillations, f = 1/T = 4,0.104 Hzsoit 40 kHz. Il s’agit bien d’ultrasons.

Générateur de salves

émetteur récepteur

alimentationOscilloscope bicourbe

Voie 1Voie 2

D = 0,90 m

retard