Aurélie 20/03/08
 

 

Analyse détaillée d'exercices réalisés sous forme de QCM.

Ondes.

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Le mascaret.
C'est une vague qui remonte certain fleuve à marée montante. On donne sa célérité v = 25 km/h soit 25/3,6 = 6,94 m/s.
On donne une coupe de la surface de l'eau à la date t=0.

Le mascaret est une onde transversale : la direction de propagation est horizontale, tandis que la déformation de l'eau s'effectue suivant la verticale.
A t = 5,04 s, quelle sera la perturbation au point M ?
En 5,04 s, la vague parcourt : 5,04*6,94 ~ 35 m ; or le point M est situé à 50 m, ce dernier n'est pas encore atteint par la vague. M ne subit aucune perturbation à cette date.
 l'instant t =5,04 s, quel point N subit la même perturbation que le point M' à la date t=0 ?
La perturbation parcourt 35 m en 5,04 s ; M' est situé à l'abscisse 20 m. N se trouve donc à l'abscisse 20+35 = 55 m.
Donner l'allure de la surface de l'eau à t = 5,04 s.


Onde progressive sinusoïdale à la surface de l'eau
.

Texte : fréquence f= 50 Hz. A la date t on donne une coupe verticale de la surface de l'eau .

Quel est la valeur de t ? ( 6 ms ; 30 ms ; 60 ms ; 90 ms ; 120 ms)

 

Analyse :

Question relative à date de la prise de vue.

L'onde se propage dans toutes les directions à partir de la source S.

 


longueur d'onde : l = 1 10-2 m ; période temporelle : T= 1/f = 1/50 = 0,02 s

d'où t = 3T = 0,06 s = 60 ms.

 


Ondes à la surface de l'eau.

Texte : les courbes représente la hauteur d'eau dans un bassin dont la surface est soumise à des vagues.

 

Analyse :

Question relative à la célérité des vagues.

courbe de gauche : évolution au cours du temps d'un point de la surface.

Cette courbe donne la période temporelle T = 4 s.

courbe de droite : photo de la surface de l'eau à une date donnée.

Cette courbe donne la période spatiale ou longueur d'onde l= 60 m.

célérité =l / T = 60 / 4 = 15 m/s.

 





 

Web

www.chimix.com


La houle.

Texte : Dans l'approximation de la houle ( vague d'amplitude très inférieure à la longueur d'onde) en eau profonde, la célérité de la houle s'exprime par la relation c = [gl/(2p)]½, dans laquelle g est l'accélération de la pesanteur et l la longueur d'onde de la houle. g= p 2 = 10.

Analyse :

Question relative à la nature de l'onde.

La perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation : onde transversale.

Question relative à "le milieu est-il dispesif".

l = c/f et c2 =gl/(2p) d'où c2 = gc/(2pf) ; c = g/(2pf)

La célérité dépend de la fréquence de l'onde : le milieu est donc dispersif.

Question relative à la célérité, la fréquence étant connue ( 3,14 Hz).

c= g/(2pf) = 10/(2p2) = 1/2 = 0,5 m/s. 




Ondes sur une corde.

Texte : deux ondes se propagent dans la même direction et en sens contraire sur une corde. La valeur commune de la célérité des deux ondes est v= 5,0 m/s. A l'instant t=0 la corde à l'aspect suivant :

Analyse :

Question relative à l'allure de la corde à t = 0,1 s.

En 0,1 s chaque perturbation parcourt 0,1*5 = 0,5 m. La corde a l'aspect suivant : (pas de déformation de la corde)





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