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Propagation d'un ébranlement le long d'une corde
Bonjour, voici un exercice sur les signaux dont j'ai du mal à comprendre le sens :
Une corde de longueur L = 10m est tendue entre un observateur, noté O, et un clou, noté A, fixé dans le mur. On admet que la corde est susceptible de transmettre un ébranlement à la vitesse
L'observateur décide à l'instant initial de communiquer un ébranlement transversal à la vitesse
d'une durée
(1) = 0,1 s , puis de revenir à sa position initiale à la vitesse . Après avoir réalisé cet ébranlement, le point O restera immobile.
1) Quelle est la durée totale de l'ébranlement ?
On nous demande là la période ? La durée séparant deux points dans un même état vibratoire ? Si oui, est-ce égal à 0,1 s ?
2) Quelle est la plus grande hauteur de l'ébranlement ?
Je ne sais pas quelles données de l'énoncé retenir. Le problème est qu'il y a plusieurs valeurs pour la vitesse de l'onde, pour les durées. La vitesse vaut elle 1 ou 2 mètres.seconde ?
3) Dessiner la forme de la corde à l'instant et indiquer, à cet instant, les distances des différents points caractéristiques de la corde par rapport à l'observateur.
4) À quel instant l'ébranlement arrive-t-il en A ?
Même souci, on connait la distance AO mais on nous donne plusieurs vitesses...
5) Sachant que le point A est immobile, expliquez pourquoi cet ébranlement après avoir rencontré ce point changera de sens et s'inversera en amplitude. On ne demande aucun calcul mais un aspect approximatif de la forme de la corde.
6) À quel instant cet ébranlement atteindra-t-il le point O ? Par un raisonnement analogue à celui effectué à la question précédente, expliquez ce qu'il se produira après cet instant
Merci pour vos pistes de recherche 
Bonsoir,
En lisant tes questions j'ai eu l'impression que tu avais du mal à comprendre les termes de l'énoncé. C'est pourquoi sans rien apporter de plus je vais reformuler cet énoncé en espérant que tu y verras plus clair.
Imagine une corde tendue horizontalement.
Tu tiens à la main une de ses extrémités O que tu déplaces verticalement vers le haut pendant une durée
(1) = 0,1 s à la vitesse v1 = 1m.s-1.
Immédiatement après tu ramènes O à sa position initiale à la vitesse v2 = 0,5m.s-1
C'est fini pour toi. Tu ne touches plus à la corde. Le mouvement de O n'est pas périodique.
Mais ce n'est pas fini pour la corde !
La déformation que tu as provoquée va maintenant se déplacer horizontalement le long de la corde
à la vitesse c=2m.s-1.
Ce déplacement est une onde progressive. Tous les points situés entre O et le clou A situé à 10m de O vont tour à tour reproduire la déformation que tu as imposée au point A
On te demande :
Question 1 : la durée totale de ton intervention sur le point O
Question 2 : La hauteur maximale atteinte par le point O
Bonsoir, merci beaucoup pour votre réponse !
Alors si je comprends bien la réponse à la question 1) est = 0,1s. On agite la corde pendant cette durée là.
Ensuite pour la 2) on calcule h dans v = h/t avec v = 1 m.sec et t = 0,1s.
Merci (:
Quoique. La durée demandée en 1) vaudrait pas plutôt = 0,1 + autre chose.
0,1 serait la durée que l'on met pour mettre la corde en h. On ajoute le temps que l'on pour redescendre la corde en O c'est bien ça.
Quoique. La durée demandée en 1) vaudrait pas plutôt = 0,1 + autre chose.
0,1 serait la durée que l'on met pour mettre la corde en h. On ajoute le temps que l'on pour redescendre la corde en O c'est bien ça.
Oui. Tu montes la corde pendant 0,1s et tu la redescend.
A la descente le trajet suivi par le point O a la même longueur qu'à la montée mais la vitesse est devenue la moitié de celle de la montée. (Voir l'énoncé)
Il n'est donc pas difficile de calculer la durée de la descente et la durée totale de l'ébranlement.
Merci beaucoup pouces informations ça m'aide beaucoup. Je pense avoir trouvé pour les question 3 et 4. Pour la 5 en revanche je dirai bien qu'il y a réflexion de l'onde ce qui explique pourquoi elle change de sens... mais bon pas sur que ce soit assez précis.
Bonsoir,
Je reviens sur une hypothèse que j'ai faite, mais qui ne figure pas dans l'énoncé.
J'ai supposé que tu as d'abord soulevé la corde verticalement avant de la ramener à son point de départ. On peut très bien imaginer qu'on a d'abord descendu la corde verticalement avant de la remonter.
L'énoncé indique seulement qu'on a "communiqué un ébranlement transversal" c'est-à-dire un ébranlement dont la direction est perpendiculaire à celle de la corde. On peut même imaginer que cet ébranlement n'est pas forcément vertical.
Cela ne change rien aux deux premières questions, mais pour la suite il vaudra mieux préciser comment tu envisages la déformation initiale car la forme du schéma demandé question 3 dépend de cette déformation initiale.
Quand la corde arrive en A elle subit en effet une réflexion.
Tu peux peut être évoquer le fait que quand l'onde arrive en A elle exerce une force sur le clou et que celui-ci conformément à la 3ème loi de Newton exerce une force opposée sur la corde ce qui a pour effet de la faire repartir en sens inverse et en inversant aussi le sens de la déformation.
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