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Exercice sur la propagation des ondes

Posté par
Astyan06
21-10-09 à 10:11

Bonjour j'ai pas mal de soucis sur un exercice sur la propagation des ondes. Voila l'énoncé

un mobile est animé d'un mouvement rectiligne à la surface de l'eau. La figure 2 représente, à la surface de l'eau, différentes positions de ce mobile, séparées par un intervalle de temps constant de cinq secondes : le point Ao correspond à la position lors de la date choisie comme origine :to=0, le point A1 à la position lors de la date t1=5,0s , le point A2 à la position lors de la date t2=10s...
Le mobile, en se déplaçant, crée à la surface de l'eau des perturbations qui se propagent de façon isotrope dans toutes les directions : ainsi le cercle centré sur A0 représente, à la date t4=20s, la position du front d'onde des perturbations créées à la date t0 lors du passage du mobile au point A0 et de même, les autres cercles représentent les positions, à la date t4 des fronts d'onde correspondant aux perturbations créées par le passage du mobile aux points A1,A2,A3. Ces cercles représentent donc, à la date t4 correspondant au passage du mobile en A4, les zones dans lesquelles se trouvent les perturbations créées par le mobile lors de son passage par les pointsA3,A2,A1 et A0 (telles qu'on pourrait les voir, si elles ne se superposaient pas, sur une photographie prise à la date t4).
La figure 2 n'étant pas représentée en dimensions réelles, on a précisé l'échelle en dessinant un segment AB qui correspond à une distance de 2m.
1) déterminer la vitesse V de propagation des ondes créées par le mobile à la surface de l'eau.
2) déterminer la valeur V' du mobile à la surface de l'eau.
3) imaginons que le mobile soit un canard se déplaçant à la surface de l'eau avec une vitesse V', les perturbations (créées par l'agitation de ses pattes) se propageant avec une vitesse V.  les deux segments de droite tracés en pointillés représentent alors le sillage du canard, ils font entre eux un angle que l'on note 2 alpha
a) exprimer, dans le cas général, la relation entre V,V' et la valeur de l'angle alpha.
b) mesurer, sur le schéma de la figure 2, l'angle alpha avec le rapporteur et vérifier la relation précédente
4) dans le cas particulier où le mobile se déplacerait avec une vitesse V' égale à la vitesse de propagation des ondes, refaire un schéma comme celui de la figure 2, c'est-à-dire représentant quelques positions successives d'un mobile et la zone couverte, à un instant donné, par les perturbations créées antérieurement.
À l'aide de ce schéma, expliquer pourquoi il n'est pas possible qu'un avion se déplace dans l'atmosphère avec une vitesse exactement égale à celle des ondes sonores.

J'ai du mal à calculé les vitesses pouvez vous m'aidé?

Exercice sur la propagation des ondes

Posté par
physix
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 10:26

Juste une piste pour l'instant :
1. Utiliser les rayons des cercles. Tu calcules à quelle vitesse ils grandissent.
2. utiliser la position des poins A0 A1 A2 etc etc

Dessin trop petit.

Posté par
Astyan06
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 10:33

Désolé pour le dessin. Merci pour ta réponse et avec les rayons des cercles je fait quel calcul?

Posté par
physix
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 10:46

Quand l'onde est apparue en A0, R=0.
Puis le rayon de l'onde a grandi, à t=20s, il est grand comme sur ta figure. Tu peux donc dire qu'il a grandi à la vitesse v = R0/20s (valable que si l'onde se déplace à vitesse constante).
Tu devrais trouver la même chose avec le point A1. v = R1/15s

Tu veux pas refaire un scan plus grand ? Je peux pas vérifier ce que je te dis et c'est un peu gênant ...

Posté par
Astyan06
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 11:07

Tiens voila en plus grand

Posté par
Astyan06
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 11:11

Pas du marché je le refait

Exercice sur la propagation des ondes
* Tom_Pascal > image placée sur le serveur de l', merci d'en faire autant la prochaine fois Astyan06 *

Posté par
physix
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 11:52

1. Je trouve V = 0,20 m/s

Posté par
Astyan06
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 12:16

Comment tu trouves ça? en divisant 20, le nombre de secondes écoulé entre A0 et A2 sur la distance?

Posté par
physix
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 13:19

Non, il faut que tu imagines l'onde qui part de A0.
Elle est émise à t=0.
A t=5s, elle fait un plus grand cercle de rayon 1m.
A t=10s, R = 2,2 m
etc etc
A t = 20s, R = 3,94m

Comme quand tu lances une pierre dans l'eau.

Exercice sur la propagation des ondes

Posté par
Astyan06
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 17:46

Merci et pour la troisième question? c'est celle ou j'ai le plus de mal comment mettre en relation?

Posté par
physix
re : Exercice sur la propagation des ondes 21-10-09 à 21:27

Trace un triangle rectangle d'angle alpha.
L'hypoténuse, c'est A0A4 et le coté opposé c'est R0.

Exprime V en fonction de R0 et t
Exprime V' en fonction de A0A4 et t

sin alpha = cote opp / hyp

tu dois arriver à sin alpha = 0,5 si je me trompe pas.

Pourrais-tu poster tes réponses pour que ça serve à d'autres ?



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