Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes

Posté par
BEKOI
23-12-11 à 10:49

Bonjour, j'ai un exercice à faire mais je bloque à partir du 2)b)
pouvez vous vérifier mes réponses et m'aide pour la 2)b)

Enoncé:
Pour un dispositif approprie on fait vibrer sinusoidalement un fil metallique entre deux points fixes. L' une des extremites du fil est accrochee a un support.
A son autre extremite, le fil passe dans la gorge d' une poulie et est tendu a l' aide d' une masse.
La masse par unite de longueur du fil est u= 5.50*10^-13 kg.m^-1.
Données:
la celerite d' une onde se propagent le long du fil tendu est v= racine de (T/u) ou T est la valeur, en newton, de la tension du fil.
g=9.81N.kg^-1
la celerite du son dans l' air dans les conditions de l' experience est v =340m.s^-1

1) La longueur de la pertie du fil qui vibre est L=1.20M
La masse suspendue au fil a pour valeur m=350 g.
Le fil est alors le siege d' une onde stationnaire formant un seul fuseau.

a)Comment se nomme ce mode de vibration?

mode fondamental.

b)Calculer la frequence propre f correspondante.

v=racine de (T/u)
v= racine de (9.81*0.35/ 5.50*10^-3)=25 m/s
f=v/w       w etant la longueur d' onde.
f=25/w comme on ait dans le mode fondamental , on a: l=w/2 w=2L=2*1.20=2.40m
f=25/2.40 =10.4Hz

c) Quelle est , danc ce cas la longueur d' onde des ondes progressives se propageant le long du fil?

w=2l =2*1.20=2.40m.

2) On souhaite que le fil soit le siege d' une onde stationnaire formant deux fuseaux.
On envisage pour cela trois facons de proceder.
a) On garde constantes les valeurs de L et m , mais on modifie la frequencede vibration.
Quelle doit etre la valeur f' de la frequence de vibration?
Comment se nomme se mode de vibration?
Quelle est, dans ce cas, la longueur d' onde des ondes se propagent le long du fil?

f' =2*f=2*10.4=20.8Hz
le nom de ce mode est : harmonique 2.
longueur d'onde est deux fois plus petite , w=2.40/2=1.20m

b)On garde constantes les valeurs f et L, mais on modifie la masse suspendue au fil.
Quelle doit etre la valeur m' de la masse suspendue au fil?
Quelle est, dans ce cas, la longueur d' onde des ondes se propagent le long du fil?

c'est ici que je bloque


c) On garde constantes les valeurs L et f, mais on modifie la masse suspendue au fil.
Quelle doit etre la valeur L' de la longueur de la partie du fil qui vibre?
Quelle est , dans ce cas , la longueur d'onde des ondes se propagent le long du fil?

On a w*n=2L , or on ait en harmonique 2 donc n=2, on a donc 2w=2L
L'=2L=2*1.20=2.40 m
la logueur d' onde est toujours la meme en harmonique 2=2.40m

3)a) Quelle est doit etre la longueur d' un tuyau etroit contenant de l' air et ouvert a ses deux extremites pour que la frequence fondamentale de vibration de la colonne d'air ait la meme valeur que celle du fil dans la question 1 ?

v=d/t
t=1/f or f de la question 1 =10.4 Hz donc t=1/10.4 =0.096
donc d=v*t = 0.096*340=32.7 m.

b) Quelle est la longueur d'onde du son correspondant a cette frequence.
ma reponse :
w=v/f =340 /10.4=32.7 m.


Mercii d'avance pour l'aide.

Posté par
Coll Moderateur
re : Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes 23-12-11 à 12:49

Bonjour,

Elle n'est vraiment pas tendue cette corde... d'où cette fréquence qui n'est certainement pas audible par tout le monde !

Question 2b

Si tu avais résolu (ce qui est toujours conseillé) littéralement la première question, avant d'en faire l'application numérique, tu aurais pu écrire que la fréquence est une fonction de m, la masse accrochée, de , la masse linéique, de g, l'accélération due à la pesanteur, de L la longueur de la corde et de n le nombre de fuseau(x)

Quelque chose comme ceci :

\large \nu\,=\,\frac{n\,\sqrt{\frac{m\,g}{\mu}}}{2\,L}

Avantage : tout le problème était presque résolu avec une seule relation !

Sauf erreur, vérifie...

Posté par
BEKOI
re : Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes 23-12-11 à 21:24

ok merci pour l'aide pour la 2)b)

mais pouvez vous vérifier si j'ai bon aux autres questions ?

Posté par
BEKOI
re : Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes 23-12-11 à 21:30

2) On souhaite que le fil soit le siege d' une onde stationnaire formant deux fuseaux.
On envisage pour cela trois facons de proceder.
a) On garde constantes les valeurs de L et m , mais on modifie la frequencede vibration.
Quelle doit etre la valeur f' de la frequence de vibration?
Comment se nomme se mode de vibration?
Quelle est, dans ce cas, la longueur d' onde des ondes se propagent le long du fil?

f' =2*f=2*10.4=20.8Hz
le nom de ce mode est : harmonique 2.
longueur d'onde est deux fois plus petite , w=2.40/2=1.20m

b)On garde constantes les valeurs f et L, mais on modifie la masse suspendue au fil.
Quelle doit etre la valeur m' de la masse suspendue au fil?
Quelle est, dans ce cas, la longueur d' onde des ondes se propagent le long du fil?

c'est ici que je bloque je ne trouve pas m' et la longuueur d'onde comment faire avec la formule que vous m'avez donné ?

Merci d'avance pour l'aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes 24-12-11 à 07:45

Question 2a

Si m, L, et bien sûr g sont constants, alors la relation que j'ai donnée s'écrit simplement :

= k.n

Pour multiplier n par deux, il faut multiplier la fréquence par deux.
Simple, non ?

Question 2b

Si , L, et toujours g sont constants, comment s'écrit la relation entre , n et m ?

Cela permet de répondre à la question...

Posté par
BEKOI
re : Vibration d'un fil tendu entre deux points fixes 24-12-11 à 14:15

je ne vois pas comment faire pour la 2)b) pour la 2)a) j'ai multiplé par 2 ce qui me fait 20,8 hz

pouvez vous m'aider pour la 2)b) ?



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !