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DM Phisique : les ondes ...

Posté par terminalS (invité) 09-11-07 à 22:02

j'ai vraiment du mal en phisique surtout que ces exercices sont incohérant, jaimerais avoir la reponse le plus rapidement possible. merci d'avance

exercice 1 : Bathymétrie

La Bathymétrie permet par échosondage de déterminer le relief des fonds des océans et des lacs. L'émetteur et le récepteur d'ondes mécaniques sont disposés dans un bateau B qui se déplace à la surface de l'eau, le long de l'axe (0x) ( l'axe Ox est la surface de l'eau ).
L'eau est un milieu isotrope et les ondes mécaniques se propagent avec la célérité v. On suppose que ce fond a la forme indiquée par le schéma ci dessous :
( en dessous de l'eau un triangle est dessiner, qui représente une boss. S est le sommet du triangle. entre le sommet et le vrai niveau du fond c'est noté h. entre le fond est la surface de l'eau c'est noté H.  le bateau se trouve a la surface de l'eau. ) .

On mesur la durée 2t pour que l'onde émise par B ( bateau ) lui reviennent aprés réflexion sur le fond marin.

x (m) :  0     10     20     30     40     50     60     70     80
t (ms): 35.7  36.4   38.5   41.6   45.7   50.5   55.8   61.4   67.4  

pour x supèrieur à 87 metres. on observe que la durée t est constante et égale à 71.4 ms.

questions :

1) quelle propriètè du milieu de propagation veut-on exprimer en disant qu'il est isotope ?

2) montrer que tant que x est inférieur à une valeur limite x1, la réflexion a lieu par le sommet S du relief. quelle est la valeur de x1 ?

3) exprmier en fonction de v et t, la profondeur apparente y du fond marin. En utilisant la réponse de la question 2. Montrer que y peu aussi etre exprimé en fonction de x, H et h. en deduire la relation : (H - h)² = v²t² - x².

4) Tracer la courbe représentant les variations de t² en fonction de x² et en deduire les valeurs de v; H et h.

5) Tracer la courbe représentant la profondeur apparente y en fonction de x.
comparer avec les données de l'énoncé et commenter les observations faites.


exercice 2 : le tsunami

un tsunami, aussi appelé raz de marrée est un phénomène d'origine géologique qui prend naissance à la suite d'un séisme sous marin. une masse d'eau énorme est alors brusquement déplacé sur toute la hauteur de l'océan. Les vagues créés dont la longueur d'onde peut atteindre 200 km contiennent une énèrgie considérable. En pleine mer, ces vagues produisent une élévation du niveau de la surface de l'eau, faible, de quelques dizaines de centimètres à un mètre, qui, se melant à la houle produite par le vent passent inapercues.Elles se propagent a partir de l'epicentre du séisme, dans toutes les directions. Ainsi, en 1960, un violent séisme enregistré au large de la cote chilienne produisit un tsunami qui dévasta la cote et provoqua 2000 victimies au Chili. Après un voyage de 10000 km dans le Pacifique, il frappa Hawaii, puis à 5000 km de là et 22heures après le Chili, les philippines et l'archipel nippon où des vagues de 6 à 10 metres de hauteur firent de nombreuses victimes.

Données : la célérité v des ondes périodiques à la surface de la mer ou d'un canal obèit à des lois diffèrentes selon la profondeur h de l'eau. En eau peu profonde, c'est a dire quand h est inférieure à un dixième de la longueur d'onde, v = racine de gh.
en eau profonde, dès que h est supérieure à une demi longueur d'onde , alors v = g / 2.
on prendra g = 9.80 m. s-2.

question :

1) quelle valeur de la célérité du tsunami peut-on deduire de la lecture du texte.
2) peut on considérer que la propagation d'un tsunami a la surface du pacifique a lieu en eau profonde ?  quelle est la valeur moyenne de cette profondeur ?
3)quelles sont les valeurs de la période et de la fréquence de l'onde ?
4) comment la célérité du tsunami évolu - t-elle quand il s'approche d'une cote ?
5) sous quelles formes l'ènergie mécanique transportée par le tsunami existe- elle ? pourquoi la hauteur de la vague passe-t-elle de quelques dizaines de cm en pleine mer, a une dizaine de mètres le long de la cote ?


voila merci de bien vouloir m'aider.

Posté par
fouad-sud
re : DM Phisique : les ondes ... 10-11-07 à 22:38

salut
pour l'exercice 1 il faut que tu scane le shema pour voir l'origine de l'axe
pour l'exercice2:
1-a partir de cette donnée" puis à 5000 km de là et 22heures après le Chili"
tu peux calculer la vitesse v=distance chili-philipinnes/22heures=189m/s
2-la vitesse calculée en 1 n'obeit pas a la loi v =  racine(g *lambda / 2*pi)
on prendra g = 9.80 m. s-2. puisque si on prend lambda=200km alors on trouve v=558m/s on est en eau peu profonde.
la valeur moyenne est de h=v au carré/g=(189)2/9.8=3.645 Km
h est bien inferieur au dixieme de lambda soit 20 Km
3-T=lambda/v=200.1000/189=1058s
f=1/T=9.45.10-4 Hz
4- h diminue donc v diminue.
5-sous forme d'energie potentielle.
parceque l'energie quelle transporte est tres grande.

Posté par terminalS (invité)re : DM Phisique : les ondes ... 11-11-07 à 13:27

slt je ne peut pas te scanner le schéma car c'est interdit, mais je peut etre plus precis.

ds le repère ortonormal, le sommet est pile sur l'axe y a une distance de H - h. le bateau se trouve quelques part entre l'origine et les abscisse positive.

merci.

Posté par terminalS (invité)re : DM Phisique : les ondes ... 11-11-07 à 18:31

j'ai un dernier exercice a vous faire part, je pensais le réussir mais il m'a l'air aussi compliqué que les autres, merci de bien vouloir m'aider au plus vite :


exercice 3 :Vagues de Houle

un petit golfe est fermé par une digue rectiligne dans laquelle est ménagé un chenal de largeur 10m. Des vagues de houle, rectilignes au profil sinusoidal se propagent en venant du large sans amortissement dans une direction orthogonal a la digue. L'amplitude des vagues est de 30 cm et la distance entre deux creux consécutifs est égale a 9m. la profondeur moyenne de l'eau est egale a 5m.

questions :

1. Calculer la célérité et la fréquence des ondes.

2. La distance séparant les points A et B ( qui sont perpondiculaire a la digues, sur l'axe y ) est égale a 13.5m. comparer les mouvements de ces deux points. Représenter sur un meme repère les variations de leurs élongations en fonction du temps pour 0 t 4.8s. Sachant qu-à t =0, l'élongation du point A est maximale.

3. lorsque la vague traverse la digue, un objet se trouvant derriere la digue serait -il bougé ? pourquoi ?

4. comparer les amplitudes des mouvements apres la traversé de la digue. ( pour 2 points )

5. reproduire le schéma et tracer quelques lignes dondes, avant et apres le chenal.



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