I. Cuve à ondes.
a. En prenant plusieurs périodes, on améliore la précision de mesure car on calcule une moyenne. (on divise l'erreur).
b. Entre 11 crêtes, il y a 10 vagues, donc 10. = 10,1 cm donc = 1,01 cm.
c. On observe qu’entre deux creux de vagues, il y a toujours 1,0 cm, c’est bien la longueur d’onde.
d. L’amplitude crête à crête est de 0,5 cm, donc l’amplitude est la moitié soit 0,25 cm.
e. La fréquence f = 25 Hz donc T = 1 / 25 = 0,040 s. La date t1 = 0.040 s correspond donc à une période complète, on est en phase avec l’onde à la date initiale. La date t2 correspond à 1.5 période, on est en opposition de phase par rapport à la date initiale.
Voir figure 11.
f. = v × T donc = v / f, et on isole v : v = .f = 1,01.10-2 × 25 = 0,25 m.s-1
g. Si la profondeur augmente, alors la célérité augmente et à fréquence constante, la longueur d’onde augmente.
II. Détermination de la célérité des ondes ultrasonores dans l'eau.
1. On sait que la vitesse du son est plus rapide dans l'eau que dans l'air. Si on veut observer les deux signaux, il faut donc que le déclanchement se fasse sur l'arrivée du premier signal, donc le B.
2. Comme tB est inférieur à tA : le retard de A par rapport à B est : t = tA - tB. 3.a. tA représente le temps du trajet des ultrasons dans l'air : tA = d
vair
tB représente le temps du trajet des ultrasons dans l'eau : tB = d
veau
t = tA - tB = d
vair − d
veau t = d . ( 1
vair − 1
veau)
b. vair et veau (à température constante) sont des constantes ; ainsi on peut écrire : t = k.d La courbe représentant t en fonction de d est donc une droite passant par l'origine (linéaire).
c. Coefficient directeur de la droite : k = yA−yB
xA−xB
On prend deux points de la droite éloignés (mètre ; seconde) : A (0,30 ; 7,5.10-4) ; B (1,10 ; 2,5.10-3).
k = 7,5.10
−4 − 2,5.10−3
0,3 − 1,10 = 2,19.10-3 1
vair − 1
veau = 2,19.10-3 => 1
veau = 1
vair − 2,19.10-3 => 1
veau = 7,54.10-4 => veau = 1,33.103 m.s-1 Ondes
Mécaniques Exercices
Fiche 4 : Correction.. Ondes et Signaux
Séquence 1
