Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths sup
Partager :

Corde vibrante

Posté par
Aras
03-11-18 à 15:44

Bonjour à tous
Je sais que c'est long mais svp aidez moi je veux vraiment comprendre ce chapitre ! Merci beaucoup


voila 3 jour que j'essaie de terminer un exercice sur les ondes mécanique dont voici l'intitulé :

Un point matériel A est animé d'un mouvement sinusoïdale rectiligne de fréquence 80hz et d'amplitude 3mm

1. Prendre pour origine des temps l'instant où A est à l'équilibre dans le sens + des élongations donner YA en fonction du temps.
J'ai trouvé

2. quelle est la première date pour laquelle yA passe par 1,5mm par valeur croissante ? La seconde ?

J'ai trouver la première date mais je dois résoudre une équation de forme sin(...)=sin(...) donc à la fin j'ai deux valeurs de t mais je ne sais pas laquelle choisir ???  
Je sais que comme on va dans les x croissant la vitesse est positive donc la dérivée de y est positive et je sais qu'il y a un rapport avec ca dans comment choisir mon t mais je ne vois toujours pas ce rapport.

Ensuite pour la seconde date j'ai pris l'élongation de yA en remplaçant t par (t0-x/c)
À la fin je trouve encore deux valeurs de t mais je ne sais toujours pas laquelle choisir ??

3/ je dois faire pareil avec x allant dans les valeurs décroissante donc juste à faire pareil donc il faut que la vitesse soit négative c'est ca ?Car on a f(x+ct) ce qui fais que je n'aurai qu'à prendre les valeurs que je n'ai pas prises pour la question précédente ??

Ensuite ce point matériel est pris à l'extrémité d'un vibreur lié a une corde élastique sans raideur de longueur infinie à qui il imprime une vibration transversale avec c = 16m/s

a. Donner en fonction de t l'expression de Yb d'un point b situé à 25cm de A
J'ai trouvé

Calculer l'élongation à t1=0 à t2=0.04375 et t3=0.059375
Ok j'ai trouvé -3,  3et.  -1,2*10^-2 ( résultat me paraissant bizarre???)

3. Représenter la cordes aux instants t1,t2,t3 et vérifier les élongations du point B aux instant me t1 t2 et t3

Je ne sais pas du tout comment traiter cette question je me retrouve avec un graph avec un seul point bref n'importe quoi


Je sais que c'est long mais svp aidez moi.
Merci de m'avoir lu.

Posté par
vanoise
re : Corde vibrante 03-11-18 à 15:57

Bonjour
Tu obtiens :
YA=a.sin(2.f.t)
Comme tu l'as dit :la vitesse est la dérivée par rapport au temps :
vA=2.f.a.cos(2.f.t)
Pour la question 2, t doit vérifier simultanément :
sin(2.f.t)=0,5
cos(2.f.t)>0
Si les choses ne te paraissent pas évidentes, tu peux dessiner un cercle trigonométrique.

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 03-11-18 à 17:28

C'est bon j'ai réfléchis et je m'en suis rendu compte il faut que je prenne la valeur pour laquelle la dérivée est >0 dans ce cas
Sin(160pit)=sin(pi/6)
Donc
160pit=pi/6+2p(pi)  va être la seul valeur avec laquelle je vais pouvoir chercher t car 160pit=Pi- pi/6+2p(pi) donne une valeur négative dans la dérivée

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 03-11-18 à 17:29

Je fais donc pareil pour la seconde date et pour les valeurs décroissante j'ai juste à prendre les valeurs que je n'ai pas prise précédemment si je comprends bien ?

Posté par
vanoise
re : Corde vibrante 03-11-18 à 18:06

Si je comprends bien l'énoncé, la seconde date concerne toujours le point A. Par définition de la période, T=(1/f) représente la durée entre deux passage consécutifs de A à la même position et avec la même vitesse. La seconde date est donc égale à la première augmentée de T ; la troisième date serait la première augmentée de 2T et ainsi de suite.
Remarque : tu arriverais au même résultat en écrivant que les dates successives correspondant à YA=a/2 avec vitesse positive vérifient :
2..f.t=(/6)+2k.
avec k entier positif ou nul.

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 03-11-18 à 18:18

Donc la seconde date serait simplement ma valeur de t trouvé précédemment soir ((1+12k)/960 )+T ??
Ou alors je fais sin(160pit+T)=sin(pi/6) ?

Posté par
vanoise
re : Corde vibrante 03-11-18 à 18:23

Tu n'as pas compris mon message. Si t1 désigne la première date de passage, la deuxième est :
t2=t1+T
la troisième est :
t3=t1+2T
et ainsi de suite avec T=(1/f)

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 03-11-18 à 18:53

Aaaah d'accord désolé j'ai mal compris ,j'ai un peu du mal à me représenter les choses c'est pour cela que je m'entraîne.

Bon donc j'ai t2=t1+T
Donc t2=(1+12k/960)+1/80
Puis je réduis

D'accord

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 03-11-18 à 19:19

Dans un second temps j'aimerai vraiment qu'on m'aide pour la dernière question lorsque je dois tracer l'allure de la courbe à différents instants.

Je l'ai fait mais je penses que j'ai faux

J'ai chaque fois calculer la distance AB à différents instants

Ex : à t=0 , A et B sont confondus

À t=2 on a xB-xA = ct2 donc 0,7cm donc chaque point de la courbe doit être reculé de 0,7cm

Cependant on me demande de vérifier l'élongation et je ne vois pas comment je peux faire ca ???

Posté par
vanoise
re : Corde vibrante 03-11-18 à 22:49

Pour la question 3, puisque l'amortissement est négligé, il faut considérer qu'un point d'abscisse x reproduit le mouvement de la source A avec un retard égal à (x/c). A la date t, le point d'abscisse "x " a l'ordonnée qu'avait A à la date (t-x/c). Il suffit donc de reprendre l'expression de yA et d'y remplacer t par (t-x/c).

y=a.\sin\left[2\pi.f.\left(t-\frac{x}{c}\right)\right]=a.\sin\left(2\pi.f.t-2\pi\frac{x}{\lambda}\right)
avec :
longueur d'onde :

\lambda=\frac{c}{f}=c.T

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 03-11-18 à 22:57

Oui ca j'ai précisé que je l'avais fait je trouve alors t1= -3  t2= 3 et t3=-1,2*10^-12 d'ailleurs le résultat de t3 me paraît bizzar.

Mais c'est la suite de la question qui me pose problème car on me demande de le représenter graphiquement et de vérifier l'élongation et c'est cela que j'ai du mal à faire

Posté par
vanoise
re : Corde vibrante 03-11-18 à 23:04

Question 3 :
pour l'aspect de la corde à une date t donné : remplace t par sa valeur numérique dans l'équation que je t'ai fournie. Tu obtiens alors y en fonction de x. Cela te donne une sinusoïde de période égale à la longueur d'onde ;

y=a.\sin\left(K-2\pi\frac{x}{\lambda}\right)
où K est une constante à t donné.

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 03-11-18 à 23:29

D'accord si j'ai bien compris je remplace dans la formule avec la valeur de t numérique puis lambda est la période ici 20 cm.
Pour vérifier l'élongation sur le graphe comment je m'y prends?
J'ai l'impression de ne pas bien comprendre

Posté par
vanoise
re : Corde vibrante 03-11-18 à 23:52

Pour t'aider un peu, voici, représentées sur les cinquante premiers centimètres, l'aspect de la cordes représentée aux trois dates :
0 ; 0,04375s ; 0,059375s
A toi de réfléchir et de les identifier !

Corde vibrante

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 04-11-18 à 00:08

Je comprends la période spatiale de 20cm , je comprend l'amplitude de 3 mm je comprends la sinusoide mais malheureusement je ne comprends pas comment vous avez fait pour connaître l'allure c'est à dire par exemple pour connaître que la valeur max de la courbe bleu était atteinte pour x=10 cm alors que les autres s'y annulait ??? Pouvez vous m'éclairer

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 04-11-18 à 00:49

C'est bon j'ai compris !!!! Merci beaucoup il suffit de rendre des valeurs remarquables par exemple pour t=0

On a 3sin((-2pi)*x/lambda)=0
Donc sin((-2pi)*x/lambda)=0
Puis on resouds comme une équation trigonométrique
Grâce à ca je peux dire que la courbe verte est celle de t=0

Ais -je bien compris ??

Posté par
Aras
re : Corde vibrante 04-11-18 à 10:21

Enfait je ne penses pas avoir compris car je suis bloqué je trouve des valeurs négatives de x
Par exemple pour 3sin(-2pi*x/l)=3
On a  sin(-2pi*x/l)=sin(pi)
Or j'aboutie a un résultat négatif de x=-5-20kpi



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

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

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 !