τ v=MM ′ Les ondes mécaniques

Chap ondes - 1 A. Qu'est-ce qu'une onde mécanique progressive ? http://www.ostralo.net/3_animations/swf/onde_corde.swf

http://spcvauge.free.fr/Onde_meca_TS2012.swf

→ Une onde mécanique progressive est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.

→ On qualifie l'onde de « mécanique » car la perturbation est une déformation du milieu matériel lui- même... Et on qualifie l'onde de « progressive » car la propagation de la perturbation s'effectue de proche en proche plus ou moins rapidement.

→ Enfin, la propagation d'une onde s'accompagne toujours d'une propagation d'énergie.

B. Comment une onde mécanique se propage-t-elle ?

→ Une onde mécanique progressive est dite « transversale » si le déplacement des points du milieu atteints par la propagation est perpendiculaire à la direction de la propagation :

→ Au contraire, on la qualifie de « longitudinale » si ce déplacement est parallèle à la direction de la propagation : la perturbation s'accompagne alors d'une suite de compressions et de dilatations du milieu en général bien visibles :

http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/OMPlongtrans3.swf

→ Dans un cas plus général, une onde progressive se propage à partir de la source dans toutes les directions qui lui sont offertes. Lorsqu'une seule direction de l'espace est disponible, on dit que l'onde est à une dimension. De même, lorsque la propagation s'effectue sur une surface, l'onde est à deux dimensions.

→ Enfin, lorsque deux ondes se croisent, elles continuent à se propager après leur rencontre sans

modification dans le cas où les déplacements engendrés par le passage de la perturbation restent faibles.

http://www.ostralo.net/3_animations/swf/croisement_ondes.swf

C. Qu'appelle-t-on célérité d'une onde mécanique progressive ?

Prenons le cas d'une perturbation qui se propage à une dimension comme par exemple sur une corde élastique parfaite...

Célérité :

→ Lorsqu'une perturbation se propage sans modification, le point M' subit la même perturbation que le point M mais avec un retard noté τ. On appelle alors célérité de l'onde le rapport :

Avec v la célérité de l'onde en mètre par seconde (m.s^-1), MM' la distance parcourue en mètre (m), et τ le retard en seconde (s) .

→ Enfin, pour un type d'onde donnée (longitudinale ou transversale), la célérité est constante dans un milieu homogène et ne dépend que des propriétés du milieu de propagation (rigidité, densité...).

http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/OMPparametres.swf

Ondes Mécaniques

Cours 1 Les ondes mécaniques ^{Ondes et Signaux}

Séquence 1

Onde transversale

Onde longitudinale

v = MM′

τ

Chap ondes - 2

…… Hz

…

Son audible ^….

….

Fréquences des ondes sonores

de plus en plus ..

.

D. Propagation du son.

→ Le son est une onde mécanique progressive longitudinale à 3 dimensions : sa propagation nécessite la présence d'un milieu matériel : l'air par exemple mais aussi n'importe quel milieu gazeux, liquide ou solide.

→ Sa célérité dépend du milieu de propagation : dans l'air à une température de 0°C, elle vaut précisément v = 330 m.s^-1, dans l'eau, elle est voisine de 1 500 m.s^-1 et dans les solides,

elle peut monter jusqu'à 5 000 m.s^-1

https://www.youtube.com/watch?v=B5lvblUBD4g&list=RDNkved7UcgqY&start_radio=1 http://www.ostralo.net/3_animations/swf/onde_sonore_plane.swf

Domaine sonore

E. Influence du milieu.

a) Influence de l’inertie du milieu.

Que représente l’inertie d’un milieu ?

Inertie du milieu

L’inertie d’un milieu ou d’un système représente la résistance que ce milieu ou ce système oppose lorsqu’on cherche à le mettre en mouvement.

Exemples : Pour un solide en translation, l’inertie du solide est représentée par sa masse.

→ Plus la masse d’un solide est grande, plus il est difficile de le mettre en mouvement et plus son inertie est grande.

→ L’inertie d’une corde est représentée par sa masse par unité de longueur, sa masse linéique.

→ Pour un solide en rotation, c’est la répartition de la masse par rapport à l’axe de rotation qui intervient.

Plus la masse du solide est éloignée de l’axe, plus il est difficile de le mettre en mouvement et plus son inertie est grande.

→ La célérité d’une onde dans un milieu dépend de son inertie.

Plus l’inertie du milieu est grande et plus la célérité de l’onde se propageant dans ce milieu est faible.

b) Influence de la rigidité d’un milieu.

- Que représente la rigidité d’un milieu ?

Rigidité du milieu

La rigidité d’un milieu représente la résistance que ce milieu oppose lorsqu’on cherche à le déformer.

Exemples : Dans le cas d’un ressort, la rigidité du ressort est caractérisée par sa constante de raideur k.

→ La rigidité d’une corde est mesurée par sa tension T, qui est la force exercée sur la corde pour la tendre.

→ La célérité d’une onde dépend de la rigidité du milieu dans lequel elle se propage. Plus le milieu est rigide et plus grande est sa célérité.

Infrason Ultrason

20 20

aigu grave

Propagation d’un son.