Cours Stage - Ondes mécaniques

Exercice - Onde mécanique progressive

L'énoncé

Répondre aux questions suivantes.


Question 1

Un enfant essaie de faire des ricochets avec un galet dans un étang. Le galet tombe dès qu'il atteint l'eau et forme des perturbations circulaires à la surface de l'eau. Le moment où le galet tombe dans l'eau est $t=0s$. Deux points distants de $10cm$ subissent la même perturbation avec un retard de $0.2s.$

Quelle est la célérité de cette onde ? 

La célérité de cette onde est $v=\dfrac{d}{t}={40 \times 10^{-2}}{0.2}=2m.s^{-1}$.

Il faut utiliser la formule du cours sur la vitesse entre deux points $A$ et $B.$

Question 2

On suppose la vitesse de la perturbation constante. Quel est le retard entre deux points espacés de $1m20$ ? 

On a $1m20=3 \times 40cm$. Le retard entre deux points distants de $40cm$ est de $0,2s$ alors le retard entre deux points distants de $1m20$ est de $0,2 \times 3 = 0,6s.$

Question 3

Au bout de combien de temps l'onde atteint-elle le rivage qui se trouve à $3,5m$ de l'endroit ou est tombé le galet ? 

On utilise la formule $v=\dfrac{d}{t},$ on a alors $t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{3,5}{2}=1,75s. $

Question 4

La vitesse du son dans l'eau est quatre fois plus rapide que la vitesse du son dans l'air. Voici un schéma représentant le trajet d'un son : 

onde

Au bout de combien de temps le son atteint-il le point $B$ ? 

Donnée : vitesse du son dans l'air $v=340m.s^{-1}$.

On utilise la formule $t_1=\dfrac{AB}{v}=\dfrac{40}{340}=0.118s$

Question 5

Sur le même schéma que la question précédente, au bout de combien de temps le son atteint-il le point $C$ ? 

On calcule le temps pour atteindre le point $C$ en partant du point $B : t_2=\dfrac{BC}{4 \times v}=0,006s$

Donc le temps total entre le point $A$ et $B$ est $T=t_1+t_2=0,118+0,006=0,124s.$