2. Détermination de la célérité c des ondes transversales le long de la corde.

T-STL-PL

TP ONDES STATIONNAIRES : Expérience de MELDE

1. Description de l'appareil.

Une corde de longueur L est fixée à une extrémité à un vibreur et passe sur une poulie à l'autre extrémité. La corde est tendue à l'aide d'une masse m suspendue à la corde.

Le vibreur est constitué d'une lame métallique placée devant un électroaimant alimenté par la tension alternative du secteur (fréquence 50 Hz). Comme la lame est attirée à chaque demi période, sa fréquence de vibration est de 100 Hz.

L'élongation de l'extrémité de la corde attachée au vibreur est donnée par :

u(t) = A.sin .t = A.sin2 .f.t ω π

L'onde qui se propage subit de multiples réflexions successives à chaque extrémité de la corde.

Pour certaines conditions de longueur et de tension de la corde, il s'établit un système d'ondes stationnaires.

Au cours de cette expérience on ne peut pas faire varier la fréquence f de la source, par contre, on peut modifier la longueur L en déplaçant la poulie et on peut modifier la tension T de la corde en changeant la valeur de la masse m. On peut éventuellement changer de corde et faire varier ainsi la masse linéique de la corde.

2. Détermination de la célérité c des ondes transversales le long de la corde.

* Choisir une valeur de m (de l'ordre de 100 g). Mettre en marche le vibreur, ajuster la longueur L pour obtenir un système d'ondes stationnaires stables (2, 3 ou 4 fuseaux). La longueur de la corde est alors telle que :

λ

L = n

2

3. Vérification de la relation entre la célérité de l'onde et la tension de la corde.

* Faire varier la valeur de la masse m (prendre 6 valeurs )

Pour chaque valeur de m (donc de la tension T), déterminer la valeur de la célérité (faire trois mesures dans chaque cas avec des systèmes d'ondes stationnaires différents et faire une moyenne).

* Tracer le graphe de c en fonction de

T

Quelle est la signification du coefficient directeur de la droite obtenue ?

* Comparer à la masse linéique de la corde (on déterminera sa valeur par pesée d'une longueur connue de corde)