Ch2: Ondes mécaniques (page 294)
1. Propagation d’une onde mécanique progressive 1.1. Définitions
On appelle « perturbation mécanique » une déformation temporaire et locale de la matière.
On appelle « onde mécanique progressive » la
propagation de proche en proche d’une perturbation mécanique dans un milieu élastique, sans transport
global de matière mais avec transport d’énergie.
Si cette perturbation est une fonction sinusoïdale de temps alors on parle d’onde mécanique progressive sinusoïdale.
Remarque:
Lorsque la perturbation et la propagation de l’onde se
font dans la même direction, l’onde est dite longitudinale.
Lorsque la perturbation et la propagation de l’onde se font dans des directions perpendiculaires, l’onde est dite transversale.
Exemples d’ondes mécaniques progressives Onde longitudinale sur un ressort
Onde transversale sur un ressort
Onde transversale sur une corde
Onde transversale sur un plan d’eau
Onde sonore (longitudinale)
1.2. Célérité d’une onde
On appelle célérité d’une onde la vitesse de propagation de la perturbation dans le référentiel lié au milieu.
Par définition, si d est la distance parcourue par la perturbation associée à l’onde progressive pendant la durée Δt, alors la célérité v est donnée par :
𝐯 = 𝐝 𝐝 exprimée en mètre (m) ∆𝐭
∆𝒕 en seconde (s)
v en mètre par seconde (m.s-1)
1.3. Notion de retard
TP4: Propriétés des ondes mécaniques (partie 1) Considérons une perturbation arrivant en A à la date tA. Cette perturbation arrivera en B avec un retard ∆𝒕 , à une date tB = tA + ∆𝒕.
Si la perturbation parcourt la distance d = AB à la célérité v, alors :
𝐯 =
𝐝∆𝐭
2. Onde mécanique périodique
2.1. Onde progressive périodique
Une onde progressive périodique est la propagation d’une perturbation périodique.
2.2. Double périodicité d’une onde périodique
TP4: Propriétés des ondes mécaniques (partie 2) Chaque point du milieu subit la perturbation à des
intervalles de temps réguliers, correspondant à la période temporelle T de l’onde. Cette période
temporelle est la même que celle de la source qui lui a donné naissance.
Certains points du milieu sont dans le même état
vibratoire (ils sont en phase). On constate alors que la
distance entre deux points consécutifs dans ce même état vibratoire est constante. On appelle période spatiale λ ou longueur d’onde λ cette distance.
La longueur d’onde λ correspond à la distance parcourue par l’onde progressive périodique se déplaçant à la
célérité v pendant la durée d’une période T.
On a alors
𝛌 = 𝐯 × 𝐓 = 𝐯
𝐟
avec f = T1 la fréquence de l’onde exprimée en Hertz (Hz)
Exercices p50 n°3, 21, 22, 23, 32, 33, 35 et 40.
