Bonjour, j'ai cet exercice avec lequel j'ai besoin d'aide s'il vous plaît :
Une voiture (F sur le doc1) se déplace à une vitesse vconstante sur un axe Ox rectiligne. Un supporter (S sur le doc2 c'est écrit doc2 mais c'est doc1 ?) est a une distance d de Ox. Soit 0 (ou teta ?), l'angle entre Ox et la droite (FS). La voiture émet un son de fréquence fem.
1) Exprimer cos(0) en fonction de x et d
2)Exprimer frec en fonction de fem,x,d,v et vson
3)Dire laquelle des 4 représentation graphique correspond à la question précédente
4)Comment évolue la courbe si v augmente ? Si fem augmente ? Si d augmente ?
Document 1 : Position du supporter et de la voiture
(Image 1)
Document 2 : Représentations graphiques possibles de frec en fonction de x
(Image 2)
Expression du décalage de Doppler dans cette situation :
(Image 3)
Pour la question 1 on demande d'exprimer cos(0) en fonction de x et de d mais pour cosinus il faut l'hypotenuse et l'adjacent pas l'opposé et l'adjacent ?
Merci d'avance
C'est correcte ? Pour la question suivante il me suffit de remplacer cos(0) par x/(racinecarre(d2+x2)) ?
Je suppose que vous parlez de la question 2), il suffit en effet de remplacer cos() par son expression.
Deux solutions :
L'une suggérée par le texte : la question 3 vient après la question 2, donc vous connaissez la fonction tracée sur le graphe.
L'autre, intuitive, en s'appuyant sur les exemples d'effet Doppler : comment varie la fréquence quand l'émetteur se rapproche et s'éloigne.
Et si je remplace x par 0 dans la formule, je trouve que
frec=fem donc frec n'est pas nul donc il ne passe pas par l'origine donc c'est la figure 1 ?
1 ou 3 : OK.
Il faut maintenant regarder l'axe des y, qui n'est pas très clair : on va dire que les deux axes se coupent en (0,0).
Et pour la 4)
Si V augmente, la courbe croît
Si fem augmente, la courbe croît
Si d augmente la courbe décroît
C'est correcte ? Faut-il justifier ?
Il faut justifier bien sûr.
Si v augmente, c'est un peu plus compliqué, qu'est-ce qui se passe en x=0, à droite et à gauche ?
Si fem augmente, OK justification à partir de l'expression de f
Si d augmente, un peu plus subtil aussi, étudiez la fonction
Si x=0, v cos()=0 plutôt que v.
Donc en ce point comment évolue la courbe et comment évolue-t-elle pour x<0 et x>0 ?
Donc il faut dire que si v augmente : lorsque x<0, v cos(0) <0 donc elle est décroissante et lorsque x>0, v cos(0)>0 donc elle est croissante ? Ainsi elle est décroissante puis croissante ?
Je dirai cela plus en français que mathématiquement :
Pour x<0, la fréquence est plus élevée (ou la courbe est au dessus)
Pour x>0, la fréquence est plus basse (ou la courbe est en dessous)
Un graphe serait peut-être bienvenu.
Mais on demande comment la courbe évolue, donc soit elle est croissante ou décroissante non ?
Et dans vos phrases vous ne mentionnez pas v
Et comment faire un graphe si on ne connaît pas de valeurs précises ?
La notion de courbe croissante/décroissante est relative à y(x). Le problème est ici légèrement différent, on s'intéresse à l'évolution de la courbe y(x) avec le paramètre v.
En particulier, quelque soit v (pour d et fem aussi), f(x) est une fonction décroissante de x.
Je ne mentionnais pas v, car je répondais au message concernant " si v augmente ... "
Donc je dis si v augmente puis ce que vous avez dit et je fais aussi un graphique ?
Je ne vois pas comment tracer la courbe, je dois faire une courbe qui lorsque x<0, frec<0 et lorsque x>0, frec>0 mais 0 ça ne passe pas par l'origine
D'accord merci ! Comment dois-je justifier pour d ? Si d augmente, ça dépend du numérateur ? On ne sait pas si il est plus grand que le dénominateur ?
Je viens de m'apercevoir d'une erreur dans le texte, le indiqué sur le dessin n'est pas le bon, cela revient à remplacer x par -x.
Je vous ferai un dessin plus tard.
Pour d, il faut étudier la fonction en fonction de d à x donné.
Où y-a-t-il une erreur ? Ça change les résultats aux questions que nous avons trouvé ?
Lorsque d augment :
Lorsque x<0, la courbe est en dessous
Lorsque x=0, frec=fem
Lorsque x>0, la courbe est au dessus
Dire ces phrases suffisent sans faire de calcul ou montrer qu'on a étudier x/(racinecarre(x2+d2) ?
En fait la formule est exacte, le problème de définition de est compensé par un changement de signe.
Par contre cos()>0 sur le dessin lorsque x<0 et donc
Ecrire ces phrases répond à la question mais ne justifie pas la réponse.
Donc pour reprendre depuis le début ...pour la première, lorsque v augmente :
Pour x<0, la fréquence est plus élevée (ou la courbe est au dessus)
Pour x>0, la fréquence est plus basse (ou la courbe est en dessous)
Je fais la courbe en représentant aussi la figure 1
Et maintenant que dois-je rajouter pour justifier ?
Toutes les réponses sont justes puisque vous avez raisonné intuitivement et non à partir de la fonction.
Pour ce qui est de la justification, il suffit de dire que la variation de fréquence f (frec=fem+
f) est proportionnelle à la vitesse.
D'accord merci, ensuite, lorsque d augmente :
Lorsque x<0, la courbe est en dessous
Lorsque x=0, frec=fem
Lorsque x>0, la courbe est au dessus
Je fais un graphique
Que dois-je dire ou faire pour justifier ?
La fonction est manifestement une fonction décroissante de d. Donc quand d augmente, l'écart de fréquence (récepteur/émetteur) diminue à x donné.
D'accord merci !
Si fem augmente, la courbe croît car lorsque x augmente,
fem*(1+ (V*cos(0))/vson) augmente ?
D'accord donc comme ça c'est correcte ?
Pour reproduire la courbe, je fais comment ? Est-ce que c'est celle de la figure 3 ?
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