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physique ondes

Posté par bufani (invité) 19-11-05 à 13:58

Bonjour

J'ai un exercice à faire et je ne sais pas faire quelques questions.
Pouvez-vous m'aider . Merci.
Voilà 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.

Pour la question 1 j'ai trouvé V=0, 2 m/s
Pour la question 2 j'ai trouvé V'=0,4m/s

-je ne parviens pas  à faire la question 3

Pour la question 4 je trouve que les cercles sont tous les cercles de même diamètre . Est-ce que j'ai raison ?
Je pense qu'il n'est pas possible qu'un avion se déplace dans l'atmosphère avec une vitesse égale à celle des ondes sonores car les ondes de ses dissiperaient jamais et qu'on entendrait le bruit de l'avion à l'infini.




 physique ondes

Posté par muddling through (invité)re : physique ondes 19-11-05 à 20:54

Bonjour,

Première question : v = 0,2 m/sec :  OK
Deuxième question : v' = 0,4 m/sec :OK

Question 3 :
a) alpha = arcsin(v.t / v'.t)  =  arcsin (v/v')
  car la distance de O au point de tangence est v.t et la distance du mobile à ce même point est v'.t
b) Ici on trouve alpha = arcsin(1/2)  =  30°

Question 4 :
Si le mobile se déplace à la même vitesse que l'onde, v = v', il se trouvera sur le cercle qui délimite le front d'onde et progressera à la même vitesse que celui-ci. Chaque nouvelle onde créée aura aussi un front d'onde qui passera par le point où se trouve le mobile. Il existera donc à l'endroit du mobile une superposition de fronts d'ondes, qui se traduira par une forte crête à cet endroit.
Si le mobile se déplace dans l'air à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de propagation de l'onde et qu'il tente de la dépasser, alors il se verra repoussé par la forte pression due à la superposition de ces fronts d'onde. S'il veut aller plus vite, il aura à franchir ce « mur » de surpression. Le passage de ce mur, très répulsif, dans le sens du retour vers une vitesse inférieure s'accompagne d'une forte décélération  pour le mobile au moment du franchissement. Cette secousse a désintégré en vol certain des premiers appareils ayant fait cette expérience, ce phénomène ayant été sous-estimé à leur conception.

Au revoir.



physique ondes

Posté par muddling through (invité)re : physique ondes 19-11-05 à 20:59

Rebonjour,

j'ai fait une erreur dans le texte, à la question 3)a) il faut lire "la distance du mobile au point O" au lieu de "la distance du mobil à ce point".

Au revoir.



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