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DM Ondes

Posté par
apocaniche
25-10-11 à 17:51

Bonjour,

je suis en term S et j'ai un dm de physique (en plus des maths et d'la physique, c'est la mort la :<).
J'ai déja fait l'exo 2, me reste plus que le 1 que voici (j'ai fait la 1) et la 2)) :

** lien vers l'énoncé effacé **

Si vous avez des idées pour cette histoire de célérité et des idées pour la suite, je suis preneur

merci de votre aide!

Edit Coll : si tu veux de l'aide, merci de faire l'effort de recopier ton énoncé sur le forum     

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 26-10-11 à 02:04

J'ai aps recopié car je pouvais aps recopié le schéma.
Donc j'ai mis l'original. Dis moi comment faire je suis preneur hein.

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 26-10-11 à 07:42

Bonjour,

Comment faire ? Très simple, comme tous ceux qui postent correctement dans ce forum.

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Un résumé : (Lien cassé)
Clique sur les maisons, ce sont des liens !

L'énoncé doit être recopié.
Pour apprendre à insérer une image, une figure, un schéma, un graphique, un tableau (pas un énoncé !) clique sur la maison

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 26-10-11 à 10:44

merci bien, donc voila les deux graph de l'exo.

Le premier, sur le quel les questions 1à7 sont posées (le légendé).

Et l'autre pour la question 8)a et 8)b.

Donc voici l'énoncé, les questions et mon travail :

On considère une corde (20m environ) horizontale, assez tendue et immobile.
Une des extrémités de la corde, prise comme origine des abscisses, est brièvement mise en mouvement verticalement. L'autre extrémité est fixée sur un support.
Dès le début de cette mise en mouvement, un système optique déclenche un chronomètre situé à xA=3,50m de la source ainsi q'une caméraqui y enregistre les mouvements éventuels de la corde.

L'observation permet de réaliser le graphique simplifié donnant l'ordonnée u(t) d point A d'abscisse xA en fonction du temps (graph 1).
On convient que l'axe des abscisses est orienté de la source vers l'autre extrémité de la corde et que celui des ordonnées est orienté vers le haut.

1) De quel type d'onde s'agit-il ? C'est une onde mécanique transversale, la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation.
2) Le mouvement de la source se déroule en 2 phases successives. La phase la plus tardive est-elle une montée ou une descente? Dure-t-elle plus longtemps ou moins longtemps que la première? J'ai fait l'exp chez moi et j'ai vu que logiquement, vu qu'après le passage de l'onde la corde redevient immobile sur la table, la phase la plus tardive est une descente.
3)Quelle est la valeur de la célérité de cette onde? Bon bah la je bloque, je vois pas comment faire ca, tout ce que je vois c'est qu'il y a 50ms entre les 2 phases, et que ca monte à 4cm, mais comment savoir combien de distance est parcourue par l'onde en l'espace de ces 50ms?

4)Représenter l'allure vraisemblable de la fonction u(t) pour le point B d'abscisse xB = 6,00m (l'instant d'origine t=0 étant ledébut du mouvement de la source). Il me faut la célérité pour faire ca non?

5)Pour l'instant t1=200ms, donner les valeurs des abscisses des points qui sont en train de descendre. sans célérité, sans la question 4), c'est dur la nan? :/

6) Est-il vraisemblable qu'un système de communication optique puisse déclencher le chronomètre situé à l'abscisse 3,50m vraiment en même temps que le début du mouvement de la source? euh la j'avoue que j'ai du mal à me réprésenter ca :/ Vu la tête de la question j'aurais tendance à répondre non, mais pour justifier c'est le blank la.

7) Aurait-on pu réaliser cela aussi bien en regardant la source depuis le point d'abscisse A et en déclenchant manuellement le chronomètre et la caméra? Vu la tête de la question, la j'aurais dis oui. Pourquoi? Bonne question.

8) On suppose que le mouvement de la source est maintenant périodique. Plus précisement, sur une période, le mouvement de la source est le précédent suivi d'un temps mort de 35.7ms. Graphiquement le déplacement vertical us(t) de la source est représenté ci-dessous sur quelques périodes (graph2), et ainsi de suite indéfiniment. On suppose la corde suffisamment longue pour qu'il n'y ait pas d'onde réfléchie  sur l'autre extrémité de la corde.
a) Déterminer la valeur de la période T ainsi que celle de la longueur d'onde lambda. Je dois mesurer sur le graph la distance entre 2 sommets pour la longueur d'onde, puis avec la célérité trouvé la période?
b) Représenter de facon vraisemblable par un graphique u(x) une photographie de la corde à l'instant t2 = 3T (l'instant d'origine t=0 étantle début du mouvement de la source) pour des abscisses comprises entre 0 (la source) et 3.00m. Non non et non, la j'ai décroché... ah ca tombien bien, c'est la fin...

Voila voila, merci de votre aide!
b)

DM Ondes

DM Ondes

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 26-10-11 à 13:26

1) Oui

2) Oui la phase la plus tardive est une descente
Mais tu n'as pas répondu à l'autre partie de la question :

Citation :
Dure-t-elle plus longtemps ou moins longtemps que la première ?


3) A quelle distance de la source se trouve le point dont on étudie le mouvement ?
Combien de temps faut-il à la perturbation pour franchir cette distance ?
Quelle est donc la célérité de l'onde ?
Merci de répondre à chaque question.

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 27-10-11 à 12:55

Eh bien on voit sur le graph1 que la phase de descente est plus longue que la première. Ca sudffit comme justification de dire ca ou pas?

3) Le point se trouve à 3.50m, il faut 300ms pour que l'onde y arrive, donc la célérité est v=d/t = 3.50/300ms = 3.50/0.3s = 11.6666667 m/s ?

4) Produit en croix : si l'onde met 300ms pour arriver à 3.50m, elle met x ms pour arriver à 6.00m :
x = 300 x 6 / 3.50 = environ 514ms

5) De quels points parle-t-on? on a juste t1=200ms, mais sur le graph y a strictment rien a 200ms, donc pour donnez des abscisses...

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 27-10-11 à 13:24

Selon moi il n'y a pas d'autre justification possible. C'est bon.

Question 3
Trois chiffres significatifs suffiront !

célérité 11,7 m.s-1

Question 4 D'accord

Question 5
En effet on te demande quelles sont les abscisses des points en train de descendre à l'instant t = 200 ms

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 27-10-11 à 14:16

Mais a 200ms, il n'y a rien!
Et les valeurs des abscisses sont en ms non? Donc pourquoi les donner alors qu on a 200ms :/
La question ne doit pas etre inutile, donc je dois passer a coté de qqchose la !

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 27-10-11 à 17:10

Imagine que tu prennes une photo de la corde à l'instant t = 200 ms

. Il y a des abscisses de la corde qui n'ont pas encore bougé ;
. Il y a des abscisses de la corde qui se lèvent ;
. Il y a des abscisses de la corde qui redescendent (celles que l'on cherche) ;
. Il y a des abscisses de la corde qui sont revenues au repos.

Posté par
apocaniche
28-10-11 à 03:12

J'imagine que la perturbation va de 170 a 220 par exemple et je cite les abscisses imaginées en fait? Avant 170 c'est revenu au repos, de 170 a 190 ca monte, de 190 a 220 ca monte, et apres 220 ca a pas encore monté?

Non franchement je comprend quil faut imaginer la perturbation a t=200 et quil y a plusieyrs catégories de points, mais je saisis pas le truc...

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 28-10-11 à 07:53

Pendant combien de temps estimes-tu que la perturbation fait monter un point de la corde ?
Et pendant combien de temps estimes-tu que cette perturbation fait descendre un point de la corde ?

Plusieurs manières de raisonner ensuite. Par exemple :
Tu connais la célérité
A quelle abscisse se trouve le front d'onde à l'instant t = 200 ms ?
A quelle abscisse se trouve, à ce même instant, le point qui finit de monter et qui va descendre ?
A quelle abscisse se trouve, toujours à ce même instant, le point qui finit de descendre et qui va retrouver le repos ?

Autre manière de raisonner :
Tu connais la célérité
Sur quelle longueur la corde est-elle perturbée ?
Sur quelle longueur trouve-t-on des points qui montent ?
Sur quelle longueur trouve-t-on des points qui descendent ?
A quelle abscisse se trouve le front d'onde à l'instant t = 200 ms ?
D'où la réponse...

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 28-10-11 à 11:36

front d'onde = sommet?
On a montré à la question 2) que la descente es tplus longue que la montée.

La corde est perturbée sur 50ms.
On va dire que sur 20ms ils montent, et qu'ils descendent sur 30ms?

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 28-10-11 à 14:13

Non, le front d'onde c'est le tout début de la perturbation.

Oui un point de la corde voit passer la perturbation pendant 50 ms
J'aurais pris 10 ms pour la montée et 40 ms pour la descente, mais cela n'a aucune importance ; il suffit de bien indiquer dans ta réponse quelles sont les valeurs que tu adoptes.

Alors, si on passait maintenant, comme je te l'ai proposé, des temps aux espaces...
si on quittait les durées pour en venir aux abscisses...
Pour cela il y a la célérité !

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 29-10-11 à 12:27

Produit en croix encore?

Donc si on prend 10ms de montée et 40ms de descente, et que le front de l'onde est a 200ms, la montée est jusqu'à 210 et la descente de 210 à 250ms.
Et la je fais 200x3.50/300 pour le front de l'onde.
210x3.50/300 pour le sommet.
Et les points qui nous intéressent, la descente 250x3.50/300 et donc les points entre le sommet et la fin de la perturbation sont ceux qu'on recherche?

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 29-10-11 à 13:54

Peux-tu répondre comme la question 5 le demande : quelles sont les abscisses des points en train de descendre à l'instant t1 = 200 ms ?

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 30-10-11 à 09:18

eh bien 210x3.50/300 = 2.45m au sommet, et 250x3.50/300 = 2.916 donc environ 3m
donc quand le front de l'onde est à 200ms, les abscisses des points qui descendent sont entre 2.45m et 3m?

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 30-10-11 à 16:05



Le point le plus avancé de la perturbation se trouve à
0,200 3,50 / 0,300 2,33 m de la source

Ces points qui descendent sont en arrière du front d'onde, donc ils sont plus proches de la source que ce front d'onde...

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 31-10-11 à 16:18

Si le front d onde est le debut de la perturbation, comment les points peuvent-ils etre plus proche de la source que le front d'onde ?-?'

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 31-10-11 à 18:32

Le front d'onde étant le début de la perturbation dans le sens de déplacement de celle-ci, tous les autres points perturbés sont derrière lui et donc plus proches de la source.

Puisque le front d'onde est le premier à être perturbé, il est celui qui est parti le premier de la source. C'est donc lui qui a parcouru la plus grande distance.

Deux manières de dire la même chose !

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 01-11-11 à 17:39

je m'étais trompé de côté, j'avais pris l'extrémité de gauche pour front d'onde alors que c'est en réalité l'extrémité de droite...

j'ai compris que c'est la partie la plus 'avancée' car c'est la partie qui est partie (:>) la première de la source!

les points en train de descendre se situent donc avant 2.33m, la perturbation va donc de 150 à 200ms, monte de 150 à 160 puis descend de 160 à 200ms (2.33m).

Donc : 0,200 x 3,50 / 0,300 = environ 2,33 m
0.160 x 3.50 / 0.300 = 1.866... = environ 1,87m

Donc les points qui descendent à l'instant t1=200ms sont les points situés entre les points d'abscisses 1,87 et 2,33m! je crois que j'y suis?

ps pour la 4) : 300 x 6 / 3.50 = environ 514ms (pour les 6m). Pour la représentation, le front d'onde est à 514ms on est d'accord?

6) et 7) je suis d'accord que ce sont des questions de logique, mais je ne sais pas si mon cerveau fait une overdose, j'arrive pas à me rendre compte de comment justifier. VU la tête des questions j'aurais tendance à répondre Non à la 6) et Oui à la 7).

Encore merci pour ton aide Coll

Posté par
Coll Moderateur
re : DM Ondes 01-11-11 à 18:12

Plusieurs manières de raisonner.

Une qui me semble simple :
La perturbation correspond à une montée pendant 10 millisecondes
puis à une descente pendant 40 millisecondes

(durée totale de la perturbation à la source : 50 millisecondes)
____________

A l'instant t = 200 ms

la perturbation qui crée le front d'onde est partie il y a 200 ms et a donc parcouru 3,5 0,2 / 0,3 2,33 m

La perturbation qui crée le sommet (le dernier point qui monte qui est aussi le premier point qui descend) est partie il y a 200 - 10 = 190 ms et a donc parcouru 3,5 0,19 / 0,3 2,22 m

La perturbation qui crée le dernier point en queue de perturbation (le dernier point à descendre qui est aussi le premier point qui retourne au repos) est partie il y a 200 - 50 = 150 ms et a donc parcouru 3,5 0,150 / 0,300 = 1,75 m

Les abscisses des points qui descendent sont donc comprises entre 1,75 m et 2,22 m

Il faut vraiment comprendre cela et tout particulièrement la différence fondamentale entre la représentation spatiale (à un instant donné) et la représentation temporelle (en un point donné).

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 01-11-11 à 18:20

ahhhh d'accord javais encore inversé les côtés... merci beaucoup

Posté par
apocaniche
re : DM Ondes 02-11-11 à 15:24

on touche au but, c'est à rendre demain après-midi, si quelqu'un aurait un indice pour :

"6) et 7) je suis d'accord que ce sont des questions de logique, mais je ne sais pas si mon cerveau fait une overdose, j'arrive pas à me rendre compte de comment justifier. VU la tête des questions j'aurais tendance à répondre Non à la 6) et Oui à la 7)."

, je suis preneur :d

8) on sait qu'il y a un temps mort de 35.7ms entre deux mouvement à la source (graph2).
a) On veut la période T et la longueur d'onde lambda.
J'avais pensé, pour t, à faire 50ms (durée d'une perturbation) + 35.7ms (temps mort entre les deux) = 85.7 ms = 0.0857s = T
et donc pour la longueur d'onde à faire 0.0857 x 11.7 = environ 1m
b) Vu qu'une longueur d'onde c'est 1m, on a juste la place de faire 3T = 3 perturbations entre 0 et 3m.



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