Physique Ondes stationnaires

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16/11/2018 P05_ondes_stationnaires.doc 1/4

TS Thème : Instruments de musique TP n°7

Physique Ondes stationnaires Chap.5

Barème et NOTE :

NOM : ... Prénom : ... Classe : TS … NOM : ... Prénom : ... Classe : TS …

I-1 I-2 II III Rédaction –Rangement

Chiffres Significatifs - Unités

NOTE

A-B-C-D A-B-C-D A-B-C-D A-B-C-D A-B-C-D

.../20

3 4 4 2 2

 Objectifs

 Nous avons conclu dans le TP précédent que les facteurs physiques qui ont une influence sur la valeur de la fréquence propre de vibration de la corde étaient la longueur, sa tension et sa nature. Tous ces paramètres sont propres à la corde et non pas à la manière de l’exciter, d’où le nom de « fréquence propre ». La théorie nous indique que cette fréquence propre peut être modélisée par l’expression mathématique :

fn = n 2L

T µ

 Le but de ce TP est de vérifier cette expression mathématique par différentes expériences ou calculs.

I. Vitesse de propagation d’une onde sur une corde

 Données : La vitesse de propagation d’une onde sur une corde a pour expression v théorique = T

µ avec T = m  g

 g = 9,80 N.kg^-1

1. Vitesse théorique de propagation d’une onde sur une corde

1.1. Le but est de calculer cette vitesse théorique. Préciser les mesures à faire pour déterminer cette vitesse théorique puis calculer alors cette valeur.

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1.2. Vérifier l’homogénéité de la relation de la vitesse théorique (Remarque : 1 N = 1 kg.m.s^-2)

2. Vitesse expérimentale de propagation d’une onde stationnaire

 Conditions expérimentales : masse m = 200 g ; longueur de la corde L = 100 cm.

2.1. Pour un nombre de fuseaux n = 1 à 7, déterminer la fréquence fn correspondante.

Calculer la longueur d’onde  correspondante à chaque fréquence.

Calculer la vitesse expérimentale v dans chaque cas.

Compléter le tableau ci-dessous.

n 1 2 3 4 5 6 7

fréquence fn (Hz)

 (cm) v =   fn (m.s^-1)

2.2. Calculer la valeur moyenne de cette vitesse expérimentale v expérimentale

2.3. Calculer l’erreur relative (en %) sur cette vitesse.

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2.4. L’expression théorique de la vitesse de propagation est-elle cohérente avec la valeur expérimentale ? Justifier votre réponse. Quelles sont les sources d’erreur ?

II. Détermination expérimentale de la masse linéique de la corde

 A partir de l’expression fn = n 2L

T µ = n

2L

m  g

µ , en modifiant la masse donc la tension T de la corde, pour un nombre de fuseaux constant, déterminer la masse linéique de la corde.

Donner votre protocole qui comportera au moins deux nouvelles mesures le faire vérifier par le professeur.

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III. Défi : Quelle est la longueur de la corde sans la mesurer avec une règle ou un mètre-ruban ?

 Le professeur va modifier la longueur de la corde. A vous de trouver un protocole qui vous permette de trouver la longueur de la corde sans la mesurer