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									       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES

                              Propagation d’ondes de déformation à la surface de
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives                            l’eau.
1) Exemples
            Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES

I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
                              Propagation d’une onde de déformation le long d’un
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives                            ressort.
1) Exemples




                              Propagation d’une onde de déformation le long d’une
                                                    corde
       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes   Simulation de la propagation d’un tsunami.
mécaniques progressives
1) Exemples
       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES


I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples                                 Autres exemples:

                               Une
                              • hola dans un stade,
                                les
                              • ondes radio (télévision, radio, téléphonie
                              mobile...),
                               les
                              • ondes ultrasonores (communication entre
                              poissons, repérage de l’espace par les chauves-
                              souris ...)
                              etc...
       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES


I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples


                              Les questions que se posent le physicien:

                                   Qu’est-ce qu’une onde ?
                                   Comment décrire la propagation
                                  d’une onde; avec quel nouveau
                                  vocabulaire ?
                                   Quels sont les paramètres qui
                                  influencent la propagation d’une onde ?
       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES

                              Question: Que va faire le bateau au passage de l’onde ?
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES


I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
2) Définition d’une OMP       Conclusion:

                                 On appelle onde mécanique progressive,
                                 le phénomène de propagation d’une
                                 perturbation (ou déformation) dans un
                                 milieu matériel, sans transport de
                                 matière.
       Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
                                   Onde de déformation le long d’une corde.
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales




                                Le déplacement de la perturbation s’effectue
                                perpendiculairement à la direction de
                                propagation: C’est une onde transversale.
     Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se           Autre exemple d’ondes transversales.
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales              Onde de déformation à la surface de l ’eau:
     Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
                                Onde de déformation (de compression) le long d’un ressort.
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales




                                 Le déplacement de la perturbation s’effectue
                                 dans la même direction que celle de la
                                 propagation : C’est une onde longitudinale.
     Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
                                Expérience de la bougie et du haut-parleur
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales
2) Exemple des ondes sonores




                                Observations:
                                 La flamme se met à bouger en suivant le
                                 mouvement de va et vient de l’air : Ceci
                                 illustre la nature longitudinale des ondes
                                 sonores.
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes     Conclusion:
mécaniques progressives
1) Exemples                     Une onde sonore résulte de la propagation
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se         d’une onde longitudinale de compression-
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes   dilatation dans un milieu, solide, liquide,
    longitudinales
2) Exemple des ondes sonores
                                ou gazeux.




 Simulation
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales
2) Exemple des ondes sonores
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?                 La célérité d’une onde est la vitesse de
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales              déplacement de la perturbation. Elle est
2) Exemple des ondes sonores
III: Célérité
                                égale au rapport de la distance d parcourue
1) Définition                   par l’onde sur la durée Dt nécessaire pour
                                la parcourir .



                                                   d             (m)
                                     (m.s-1)    V
                                                   Δt              (s)
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives             Mesure de la célérité d’une onde de déformation
1) Exemples                                           transversale
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se                      le long d’une corde tendue.
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes   Etude chronophotographique de vidéos: voir TP
    longitudinales
2) Exemple des ondes sonores     On utilise un logiciel de pointage pour suivre la
III: Célérité                    propagation d’une perturbation le long d’une corde.
1) Définition
2) Mesure de la vitesse de
    propagation le long d’une
    corde tendue.
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes     Résultats:
mécaniques progressives
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales
2) Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1) Définition
2) Mesure de la vitesse de
    propagation le long d’une
    corde tendue.




                                  1- La distance X parcourue par l’onde varie linéairement
                                  par rapport au temps. La perturbation se propage donc à
                                  vitesse constante.

                                  2-La célérité de l’onde dépend de la tension de la corde, plus
                                  celle-ci est grande, plus l’onde se propage vite.
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1) Exemples
2) Définition d’une OMP         Conclusion:
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales              La célérité de l’onde dépend de la tension de
2) Exemple des ondes sonores
III: Célérité                   la corde, plus celle-ci est grande, plus l’onde
1) Définition
2) Mesure de la vitesse de
                                se propage vite.
    propagation le long d’une
    corde tendue.




                                   Remarque : On verra en TP que la célérité dépend aussi
                                   de la masse linéique de la corde.
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives                 Dispositif 1:
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales
2) Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1) Définition
2) Mesure de la vitesse de       Exemple de montage
    propagation le long d’une
    corde tendue.
3) Mesure de la vitesse du son
    dans l’air.
        Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives          Dispositif 2:
1) Exemples
2) Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1) Ondes transversales, ondes
    longitudinales
2) Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1) Définition
2) Mesure de la vitesse de
    propagation le long d’une
    corde tendue.
3) Mesure de la vitesse du son
    dans l’air.
           Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives                    Résultats:
1)Exemples
2)Définition d’une OMP
II: Comment une onde se                      Distance entre les deux micros : D = 0,50 m
propage-t-elle?
1)Ondes transversales, ondes
                                             Durée de propagation : Dt = 1,4 ms
longitudinales                                   Dans l’air (à 20 °C), la célérité du son est :
2)Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1) Définition                                                 d
2)Mesure de la vitesse de propagation le                   V     3,6  102 m.s 1
long d’une corde tendue.
3) Mesure de la vitesse du son dans                           Δt
l’air.
                                            Remarque: Tout comme pour la corde, la célérité du son
                                            dépend des caractéristiques (température, état physique …)
                                            du milieu.

                                                       Milieu                Célérité du son
                                                  Air(sec, 15°C)               340 m.s-1
                                                       Eau                    1500 m.s-1
                                                        Fer                   6000 m.s-1
                                                      Pétrole                 1700 m.s-1
          Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
      mécaniques progressives
1)    Exemples
2)    Définition d’une OMP                 1) Propriétés
II: Comment une onde se
      propage-t-elle?
1)    Ondes transversales, ondes            •Une onde se propage, à partir de la source, dans
      longitudinales                        toutes les directions qui lui sont offertes.
2)    Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1)     Définition                           •La perturbation se transmet de proche en proche
2)    Mesure de la vitesse de
      propagation le long d’une corde
                                            sans transport de matière (mais il y a par contre un
      tendue.                               transfert d’énergie).
3)     Mesure de la vitesse du son
      dans l’air.
IV: Propriétés générales des                •La célérité de propagation d’une onde est une
      ondes                                 caractéristique du milieu.
1)    Propriétés
2)    Influence du milieu de
      propagation




                                        Effet d’une onde sismique.
          Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
      mécaniques progressives
1)    Exemples
2)    Définition d’une OMP              2) Influence du milieu de propagation
II: Comment une onde se
      propage-t-elle?
1)    Ondes transversales, ondes
      longitudinales                    • le milieu de propagation doit être élastique
2)    Exemple des ondes sonores
III: Célérité                           pour un solide ou compressible pour un
1)     Définition
2)    Mesure de la vitesse de           fluide
      propagation le long d’une corde
      tendue.
3)     Mesure de la vitesse du son
      dans l’air.                       •Plus l’inertie d’un milieu est grande plus la
IV: Propriétés générales des
      ondes                             célérité de l’onde qui s’y propage est faible.
1)    Propriétés
2)    Influence du milieu de
      propagation
                                        •Plus un milieu est rigide, plus la célérité de
                                        l’onde qui s’y propage est grande
           Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1)Exemples
2)Définition d’une OMP                     3) Définitions et vocabulaire:
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1)Ondes transversales, ondes                Définition du front d’onde :
                                            C’est l’ensemble des points atteints par
longitudinales
2)Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1) Définition                               l’onde à la date t.
2)Mesure de la vitesse de propagation le
long d’une corde tendue.
3) Mesure de la vitesse du son dans
l’air.                                      Définition de l’élongation :
IV: Propriétés générales des
ondes                                       C’est la mesure de la modification de la
1)Propriétés
2)Influence du milieu de propagation        position d’un point M du milieu par
3)Définitions et vocabulaire
                                            rapport à sa position d’équilibre.




                                             Définition de l’amplitude :
                                             Maximum de l’élongation.
          Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
      mécaniques progressives
                                        Question : Qu’arrive-t-il lorsque deux ondes se
1)    Exemples                          rencontrent ?
2)    Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
      propage-t-elle?
1)    Ondes transversales, ondes
      longitudinales
2)    Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1)     Définition
2)    Mesure de la vitesse de
      propagation le long d’une corde
      tendue.
3)     Mesure de la vitesse du son
      dans l’air.
IV: Propriétés générales des
      ondes
1)    Propriétés
2)    Influence du milieu de
      propagation
3)    Définitions et vocabulaire
4)    Croisement de deux ondes


                                                   Conclusion:
                                                   On constate que, dans ce cas,
                                                   les deux ondes se croisent
                                                   sans se perturber
           Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1)Exemples
2)Définition d’une OMP
II: Comment une onde se                    Exemple de schématisation du croisement de deux
propage-t-elle?                            ondes
1)Ondes transversales, ondes
longitudinales
2)Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1) Définition
2)Mesure de la vitesse de propagation le
long d’une corde tendue.
3) Mesure de la vitesse du son dans
l’air.
IV: Propriétés générales des
ondes
1)Propriétés
2)Influence du milieu de propagation
3)Définitions et vocabulaire
4)Croisement de deux ondes




                                             Série d’instantanés représentant deux ondes se propageant dans
                                             des sens opposés le long d’une corde tendue.
           Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1)Exemples                                 5) Réflexion des ondes :
2)Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
                                           le long d’une corde quand une onde arrive
1)Ondes transversales, ondes
longitudinales
                                           à l’extrémité on observe une onde
2)Exemple des ondes sonores
III: Célérité
                                           réfléchie se propageant en sens inverse
1) Définition
2)Mesure de la vitesse de propagation le
long d’une corde tendue.                   Onde incidente                    Extrémité libre
3) Mesure de la vitesse du son dans                                          Pas de changement de
l’air.                                                      Onde réfléchie   signe de l’élongation
IV: Propriétés générales des
ondes
1)Propriétés
2)Influence du milieu de propagation
3)Définitions et vocabulaire                                                 Extrémité fixe
                                                                             Changement de signe de
4)Croisement de deux ondes
5)Réflexion des ondes
                                                                             l’élongation de l’onde
                                                                             réfléchie
          Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
      mécaniques progressives
1)    Exemples
2)    Définition d’une OMP              Le mouvement d’un solide:     La propagation d’une onde:
II: Comment une onde se
      propage-t-elle?
1)    Ondes transversales, ondes
      longitudinales
2)    Exemple des ondes sonores          se décrit à l’aide d’une     se fait à partir d’une source
III: Célérité
1)     Définition                       trajectoire,                  dans l’espace environnant
2)    Mesure de la vitesse de
      propagation le long d’une corde
                                         correspond à un transport   sans direction unique
      tendue.                           de matière,                   privilégiée mais dans toutes
3)     Mesure de la vitesse du son
      dans l’air.                        est affecté par un choc     les directions possibles,
IV: Propriétés générales des            avec un autre mobile,         compte tenu des contraintes
      ondes
1)    Propriétés                         la vitesse diminue en cas   du milieu,
2)    Influence du milieu de
      propagation                       de frottements.                ne correspond pas à un
3)
4)
      Définitions et vocabulaire
      Croisement de deux ondes
                                                                      transport de matière,
5)    Réflexion des ondes                                              C’est l’amplitude de l’onde
6)    Comparaison entre la
      propagation d ’une onde et le                                   et non sa célérité qui diminue
      déplacement d ’un mobile.                                       dans le cas d’un milieu
                                                                      absorbant.
           Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1)Exemples
2)Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1)Ondes transversales, ondes
longitudinales
2)Exemple des ondes sonores
                                            Définition:
III: Célérité
1) Définition                                Une onde progressive est dite à une dimension si
2)Mesure de la vitesse de propagation le
long d’une corde tendue.
                                             elle se propage dans un milieu à une dimension.
3) Mesure de la vitesse du son dans
l’air.
IV: Propriétés générales des
ondes
1)Propriétés
2)Influence du milieu de propagation       Exemples :
3)Définitions et vocabulaire
4)Croisement de deux ondes                 une corde tendue de faible épaisseur, est un milieu à une
5)Réflexion des ondes
6)Comparaison entre la propagation
                                           dimension. La surface de l’eau est à deux dimensions.
d ’une onde et le déplacement d ’un        L’air, est un milieu à 3 dimensions.
mobile.
III:Ondes progressives à une
dimension
  1) Définition
           Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
                                                                     M1             M2
1)Exemples
2)Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
1)Ondes transversales, ondes
longitudinales
2)Exemple des ondes sonores
III: Célérité
1) Définition
2)Mesure de la vitesse de propagation le
long d’une corde tendue.
3) Mesure de la vitesse du son dans
l’air.                                     L’état vibratoire de M2 est sensiblement le même
IV: Propriétés générales des
ondes                                      (avec un léger amortissement) que celui de M1 mais
1)Propriétés                               décalé dans le temps. Ce décalage ou retard
2)Influence du milieu de propagation
3)Définitions et vocabulaire               correspond à la durée nécessaire pour que la
4)Croisement de deux ondes
5)Réflexion des ondes                      perturbation parcours la distance d avec la célérité v.
6)Comparaison entre la propagation
d ’une onde et le déplacement d ’un
                                           On note t ce retard et on a :
mobile.
III:Ondes progressives à une
                                                                D
dimension
  1) Définition                                              t
  2) Notion de retard
                                                                v
           Chapitre 1: LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES
I: Différents types d’ondes
mécaniques progressives
1)Exemples
2)Définition d’une OMP
II: Comment une onde se
propage-t-elle?
                                           Généralisation:
1)Ondes transversales, ondes
longitudinales
2)Exemple des ondes sonores                      La perturbation qui existe en un point M correspond
III: Célérité
1) Définition
                                                 à celle qui existait auparavant en un point M’ à
2)Mesure de la vitesse de propagation le         l’instant t’ = t - t; avec:
long d’une corde tendue.
3) Mesure de la vitesse du son dans
l’air.
IV: Propriétés générales des                                        MM'
ondes
1)Propriétés                                                     t
2)Influence du milieu de propagation
3)Définitions et vocabulaire
4)Croisement de deux ondes
                                                                     v
5)Réflexion des ondes
6)Comparaison entre la propagation              t étant le retard (en s) et v la célérité (en m.s-1)
d ’une onde et le déplacement d ’un
mobile.
III:Ondes progressives à une
dimension
  1) Définition
  2) Notion de retard


      FIN

								
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