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Exercice n1 :Une corde lastique de longueur L= 80 cm est tendue horizontalement .Son extrmit S est lie une lamevibrante en mouvement sinusodal vertical dquation : )sin(.)( Ss taty pour .0tLautre extrmit est munie dun dispositif qui empche la rflexion des ondes .L amortissement est suppos nul.1) L aspect de la corde un instant t0 donn est reprsent dans la figure 1 .

a) Dfinir la longueur donde .b) A laide de la figure 1 :*Dterminer lamplitude de vibration des diffrents points de la corde atteints par londe ainsi que la valeur dela longueur donde .* Montrer que la phase initiale du mouvement de la source est .radS 2) a) Sachant quun point M1 de la corde dabscisse cmx 241 au repos , est atteint par le front donde linstant :121 mst * Calculer la clrit de londe .* En dduire la valeur de la priode de vibration de la lame excitatrice.b) Dterminer en fonction de . , la distance sparant le point M1 de la source S et en dduire la phase initialedu point M1.c) Ecrire lquation horaires du mouvement du point M1 de la corde.3) a) Dterminer la valeur de linstant 0t auquel correspond laspect de la corde , reprsent dans la figure 1.b) Dduire de laspect de la corde 0t , son aspect linstant .362 mst

Niveau : 4 me Math , Prof :Daghsni Sahbisc Exprimentales

Physique : Thme : Les Ondes mcaniques Progressives

Srie n13sciences physiques

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Exercice n2 :La pointe S dun vibreur , de frquence N rglable , excite la surface libre de leau dune cuve ondes en unpoint O. Ainsi , une onde mcanique circulaire prend naissance et se propage la surface de leau avec uneclrit v.Pour assurer limmobilit du phnomne et mesurer la longueur d 'onde , on utilise une lumirestroboscopique de frquence convenable celle du vibreur. On supposera que les bords de la cuve ondesempchent toute rflexion.L ensemble des points , dont llongation est maximale , constituent les lignes de crtes de cette onde qui sepropage la surface libre de leau.A un instant donn, ces lignes de crtes sont schmatises, sur la figure 4 , par des traits pleins.

1) Pour une frquence N1 de N gale 20Hz et selon un rayon de propagation de londe , la mesure de ladistance d1 qui spare cinq crtes conscutives donne d1 =32mm.a) dterminer la valeur de la longueur donde 1 de londe qui se propage .b) En dduire la valeur de la clrit v1 de londe.2) Pour une frquence N2 de N gale 30Hz et selon un rayon de propagation , une nouvelle mesure de la valeurde la longueur donde donne .62 mma) En dduire la valeur de la clrit v2 de londe.b) Justifier que leau est un exemple de milieu dispersif.3) Pour la frquence N2 =30Hz, llongation dun point A , appartenant la deuxime ligne de crte de londe quise propage , a pour expression : )2sin(.)( NtatyA pour .0tLlongation dun point B , situ sur le mme rayon de propagation que A et une distance 25,3 AB , a pourexpression : )2sin(.)( NtatyB pour t , avec .

2v

ABa) Dterminer la valeur de la phase de llongation .By

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b) En dduire la nature de mouvement du point B par rapport celle de A.c) Prciser, sur la distance AB et par rapport au point A , les positions des points qui vibrent en opposition dephase avec A.Exercice n3 :Une pointe fixe un vibreur est anim dun mouvement vertical , sinusodal damplitude a= 2mm et de frquenceN, frappe la surface libre dun liquide homogne et au repos en un point source S situ au centre dune cuve ondes .Une onde circulaire transversale damplitude a se propage alors partir de s avec une clrit v.On suppose qu il n y ni rflexion ni amortissement de londe.Le mouvement de S dbute t=0 s et admet comme quation horaire : )2sin(.)( NtatyS .Le graphe de la figure ci-dessous reprsente une coupe de laspect de la surface du liquide , linstant t= 0,2s ,suivant un plan vertical passant par S.

1) Dterminer partir du graphe :a) La longueur donde .b) La clrit v de londe la surface de leau.c) La valeur de la frquence N.2) On claire la surface de leau laide dun stroboscope qui met des clairs priodiques de frquence Ne= 10Hz. Expliquer limmobilit apparente des rides observes.3) a) Etablir l quation horaire du mouvement du point A.b) Comparer les mouvements des points A et B de la surface du liquide.

Exercice n4 :Un vibreur provoque lextrmit S dune corde lastique un mouvement vibratoire sinusodal dquation :

)2sin(.)( NtatyS ; a, N et dsignent respectivement , lamplitude , la frquence et la phase initialede S.La source S dbute son mouvement linstant de date t0= 0 s.On nglige toute attnuation de lamplitude et toute rflexion de londe issue de S.1) a) Quappelle-t-on onde ?b) Londe se propageant le long de la corde est elle transversal ou longitudinale ?2) A linstant t0= 2.10-2 s,le point M1 de la corde dabscisse x1= 10 cm entre en vibration .Montrer que la

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clrit de londe le long de la corde est v =5 m.s-1.3) La courbe reprsentant laspect de la corde un instant t2 est donne par la figure 3 .

a) En exploitant cette courbe , dterminer les valeurs de :* L amplitude a ;* La longueur donde .* linstant t2.b) Dterminer la valeur de la frquence N.c) Montrer que la phase initiale de S est gale .4) a) Reprsenter, sur la figure suivante , le diagramme du mouvement du point M1.

b) Prciser le signe de la vitesse de ce point linstant t2.c) Dterminer, linstant t2 , les abscisses des points de la corde

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Exercice n5 :

Exercice n6 :

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Exercice n7 :

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Exercice n8:En un point S, de la surface dune nappe deau dune cuve ondes , une source ponctuelle produit des vibrationssinusodales verticales damplitude a= 2.10-3 m et de frquence N.A linstant t=0 , le point S dbute son mouvement en partant de ltat de repos . La sinusode du tempstraduisant lvolution de llongation dun point M1 de la surface de leau situe la distance x1= 4 cm de S ,lorsque M1 et s sont au repos , est donne par la figure 4.La rflexion et lamortissement des ondes sont supposs ngligeables.

1) a) Dterminer , partir du graphe , la frquence N et montrer que la clrit de propagation de londe estv= 0,5 m.s-1.b) Dfinir la longueur donde . calculer sa valeur.2) a) Montrer que les points M1 et S , de la surface de leau , vibrent en phase.b) Dduire que lquation horaire du mouvement de la source S scrit :

)50sin(.10.2)( 3 tty S exprime en m.3) a) Etablir lquation horaire du mouvement dun point M de la surface de leau situ , au repos une distanceSM =x de S.b) Reprsenter une coupe de la surface de leau , linstant t0= 8.10-2 s, suivant un plan vertical passant par S.4) a) Dterminer les lieux des points de la surface de leau qui vibrent en opposition de phase avec S linstantt0.b) Prciser, en le justifiant , si les points qui sont en opposition de phase avec S , linstant t0 vont vibrer ,juste aprs t0 , verticalement dans le sens ascendant suppos positif ou bien dans le sens descendant.ayant la mme longation et la mme vitesse que M1.