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⚗️ Physique-Chimie (spécialité)1ereFiche de révision

Ondes mécaniques

📝

Fiche de révision

📝 Fiche de révision — Ondes mécaniques


🌊 Onde mécanique progressive

  • Propagation d'une perturbation dans un milieu matériel, avec transport d'énergie, sans transport de matière (le bouchon monte et descend sur place).
  • Transversale : perturbation perpendiculaire à la propagation (corde, houle, ondes S). Longitudinale : parallèle (ressort, son, ondes P).
  • Propagation de proche en proche ; pas de son dans le vide.

⏱️ Célérité et retard

v=dΔtτ=dvv = \frac{d}{\Delta t} \qquad \tau = \frac{d}{v}

  • vv dépend du milieu (air 340340, eau 15001\,500, acier 50005\,000 m·s⁻¹ ; corde plus tendue : plus rapide), pas de la source.
  • Localiser : orage d=vτd = v\tau (11 km pour 33 s) ; sonar/échographie (aller-retour) d=vτ/2d = v\tau/2 ; sismique : écart P–S.
  • Mesure : deux micros distants de dd, décalage τ\tau, v=d/τv = d/\tau (1,701{,}70 m, 5,05{,}0 ms : 340340 m·s⁻¹).

🔁 Onde périodique : double périodicité

PériodicitéGrandeurSe lit surDépend de
Temporellepériode TT (s), f=1/Tf = 1/T (Hz)y=f(t)y = f(t) en un point (deux maxima)la source
Spatialelongueur d'onde λ\lambda (m)y=f(x)y = f(x) à un instant (deux crêtes)source et milieu

λ=vT=vf\lambda = v \, T = \frac{v}{f}

λ\lambda = distance parcourue par l'onde pendant une période. La 440440 Hz : 0,770{,}77 m ; ultrasons 4040 kHz : 8,58{,}5 mm ; houle T=8T = 8 s, v=10v = 10 m·s⁻¹ : 8080 m.

Sinusoïdale : y(t)=Acos(2πt/T)y(t) = A\cos(2\pi t/T), amplitude AA (son pur). nn crêtes consécutives = n1n - 1 longueurs d'onde.


💻 Programme

y = A * np.cos(2*np.pi*(t/T - x/lam)) : tracer y(x)y(x) à plusieurs instants montre le décalage vΔtv \Delta t ; A change l'amplitude, T change λ=vT\lambda = vT.


⚠️ Pièges à éviter

PiègeCorrection
Lire TT sur un graphe en xxGraphe en xx : λ\lambda ; graphe en tt : TT
Sonar : d=vτd = v\tauAller-retour : d=vτ/2d = v\tau/2
55 crêtes = 5λ5\lambda55 crêtes = 4λ4\lambda
Changer la fréquence change vvvv ne dépend que du milieu ; c'est λ\lambda qui change
cm, ms non convertism et s avant λ=vT\lambda = vT

📌 À retenir

  1. Perturbation, milieu matériel, pas de transport de matière.
  2. v=d/Δtv = d/\Delta t (milieu), τ=d/v\tau = d/v.
  3. TT (source), λ\lambda (espace), λ=vT=v/f\lambda = vT = v/f.
  4. Spatiale → λ\lambda ; temporelle → TT.

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