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Porpagation d'une onde sur une ficelle

Posté par
Virlette
26-10-09 à 16:29

Bonjour à toutes et à tous,
J'ai quelques soucis avec mon exercice de physique; pourriez-vous m'aider s'il vous plait ?
Voici l'énoncé :

La célérité d'une onde transversale pouvant se propager sur une ficelle de coton est donnée par la relation : V = (T/µ)1/2 où T est la tension de la ficelle et µ sa masse par unité de longueur. Une ficelle est disposée comme l'indique le schéma (il est très mal imprimé donc j'essaie de vous décrire ce que je vois : deux support face à face, sur celui de gauche il y a un vibreur, la ficelle est à l'horizontale entre les deux supports, elle est tenue par le vibreur et au bout de la ficelle se trouve un poids, le bout de la ficelle et le poids se trouvant le long du support de droite)... Les ondes sont créées par un vibreur. La ficelle, de longueur 120 cm, de masse 1,4 g, est tendue par le poids d'une masse marquée de 50 g. Un dispositif évite toute réflexion à l'uatre extrémité.

1) On stromboscope le phénomène. En partant de la fréquence la plus élevée des éclairs, on observe l'immobilité apparente pour des fréquences égales à 50 Hz, 25 Hz, 17, 12 et 10 Hz.
a) Interpréter le phénomène et en déduire la fréquence des ondes se propageant sur la corde.

Voilà déjà à cette question je bloque... Pourriez-vous me donner des pistes sans me donner la réponse complète ?
Je mettrai la suite des questions plus tard.

En vous remerciant

Posté par
vnc
onde 26-10-09 à 19:49

bonsoir,
si il y a immobilité apparente cela veut dire que a frequence du vibreur est identique a la frequence de la corde

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 26-10-09 à 20:07

bonsoir,
1)l'immobilité apparente    f=kfe
  f:fréquence des ondes se propageant sur la corde.
  fe : fréquence du stroboscope.

2)la plus grande fréquence du stroboscope qui donne l'immobilité apparente correspond à k=1
    f=fe=50Hz
d'ou la fréquence des ondes se propageant sur la corde f=50Hz

Posté par
Virlette
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 10:11

Ahh d'accord merci ! Je comprends mieux maintenant

Je vous donne les questions suivantes:
b) Quelle est la célérité de ces ondes ?
c) Calculer la longueur d'onde.

b) Je pense qu'il faut se servir de la formule de l'énoncé: V = (T/µ)1/2, non?
Mais le résultat est censé être en m/s mais ici je ne connais pas les unités de T et de µ... Est-ce que T est le poids par laquelle est tendue la ficelle ? Et pour µ, faut-il faire:
1.2 m <=> 1.4 g
1 m   <=> µ
µ = 1.4/1.2 = 1.2 g/m ?
Mais à ce moment-là, la célérité s'exprimerait en m.. pourriez-vous m'expliquer?

Merci

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 12:43

b) : c'est la masse de la corde par unité de longueur ; en  kg/m.
=m/L             m = 1,4g=1,4 . 10-3 kg
                             L=120cm=0,12m
T : tension de la corde = au poids du corps suspendu   T=P=m.g=50.10-3 kg.9,81N/m=0,49N.
  puis utilises la relation : v=\sqrt{\frac{T}{u}}
c)la longueur d'onde
=\frac{v}{f}

Posté par
Virlette
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 13:28

Merci ! Je ne comprenais pas ce qu'était T... c'est plus clair à présent ! Mais malgré les unités, V sera en m/s ?

Pour la c) je connaissais la formule, mais sans la réponse à la b), je ne risquais pas d'y répondre
On trouve alors : = 0.4 m

La suite de l'exercice est là:

2) Deux cavaliers M1 et M2 sont disposés sur cette ficelle à des distances x1 et x2 du vibreur.
a) Quelles conditions doivent remplir les distances x1 et x2 pour que M1 et M2 vibrent en phase? (indiquer les différentes valeurs possibles).
Il faut que 2x1=x2
Pour les valeurs, faut-il utiliser la formule = T.V ?

b) Quelles conditions doivent remplir les distances x1 et x2 pour que M1 et M2 vibrent en opposition de phase? (indiquer les différentes valeurs possibles).
Il faut que x2 = x1/2 (je pense) et là aussi pour les valeurs je ne sais pas trop comment faire.

En vous remerciant

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 15:12

b)  la célérité de ces ondes
v=sqrt{\frac{T}{u}}=sqrt{\frac{0,49N}{11,7.10^{-3}kg/m}}6,5m/s
c) la longueur d'onde.
\lambda=\frac{v}{f}=\frac{6,5m/s}{50Hz}=0,13m         sauf erreur de calcul
2)
a)  pour que M1 et M2 vibrent en phase.
x2-x1=k.    
pour k=1     x2-x1==1,3cm
pour k=2     x2-x1=2=2,6cm
....
b)  pour que M1 et M2 vibrent en opposition de phase.

Il faut que,
x2-x1=(2k'+1)./2
pour k'=0    x2-x1=/2=0,65cm
pour k'=1    x2-x1=3/2=1,95cmcm
.....


x2 = x1/2 (je pense) et là aussi pour les valeurs je ne sais pas trop comment faire.

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 15:14

la dernière ligne c'est votre réponse du message précédant  (non effacée.)

Posté par
Virlette
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 20:06

Pour la b), vous avez fait une erreur de conversion : 120cm = 1.20m et non pas 0.12 m, d'où la différence de résultat

Pour la 2)b) je ne comprends pas votre calcul : x2-x1=(2k'+1)./2..

Merci

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 20:17

b),
oui  120cm = 1,20m  et qu'est ce que tu as trouvé comme résultat?

2)b )
voir la définition de deux points qui vibrent en opposition de phase.
la distance qui les sépart doit etre un nombre impair de
d=(2k'+1)./2..

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 27-10-09 à 20:58

oui  tu auras comme vitesse de propagation :
v20m/s
v=sqrt{\frac{T}{\mu}}=sqrt{\frac{T}{\frac{m}{L}}}=sqrt{\frac{T.L}{m}}=\sqrt{\frac{0,49N.1,20m}{1,4.10^{-3}kg}}20m/s

\lambda=v.T=\frac{v}{f}=\frac{20}{50}=0,4m

Posté par
Virlette
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 28-10-09 à 20:37

Ah d'accord merci pour la formule car elle n'apparaît ni dans mon livre de physique, ni dans mon cours..
En tout cas vous m'avez bien aidée merci

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 28-10-09 à 20:40

si la voici dans ton 1er message:
La célérité d'une onde transversale pouvant se propager sur une ficelle de coton est donnée par la relation : v = (T/µ)1/2 où T est la tension de la ficelle et µ sa masse par unité de longueur.

Posté par
Virlette
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 28-10-09 à 21:17

Non mais je parlais de la définition de deux points en opposition de phase

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 28-10-09 à 21:58

la définition de deux points en opposition de phase  , tu la trouveras dans cette page:

Posté par
Virlette
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 29-10-09 à 13:24

Merci beaucoup !

Posté par
122155
re : Porpagation d'une onde sur une ficelle 29-10-09 à 13:27

au revoir



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