4 Exemples d'ondes stationnaires et d'ondes stationnaires
1. Une corde mesure 0,6 mètre de long. Si la tension de la corde est ajustée de sorte que la vitesse de l'onde soit de 120 m/s, alors la fréquence fondamentale est…
A. 100 Hz
B. 120 Hz
C. 140 Hz
D. 150 Hz
E. 350 Hz
Discussion :
Est connu :
Longueur du fil (L) = 0,6 mètre
Vitesse de l'onde (v) = 120 m/s.
Demandé :
Fréquence fondamentale (f1)?
Répondre :
La formule de la fréquence fondamentale (f1) ondes stationnaires ou ondes stationnaires où les deux extrémités de la corde sont attachées :
f1 = v / 2L
Fréquence fondamentale (f1Les ondes sont :
f1 = 120 / (2)(0,6) = 120 / 1,2 = 100 Hz
La bonne réponse est A.
2. Suite à la réflexion, une onde stationnaire se forme, dont l'équation est : y = 0,4 sin (0,6 π x) cos π(8t) mètres. D'après cette équation, la vitesse de l'onde réfléchie est…
A. 10,0 m/s
B. 11,5 m/s
C. 12,4 m/s
D. 13,2 m/s
E. 14,0 m/s
Discussion :
Est connu :
Demandé :
Vitesse de l'onde réfléchie (v) ?
Répondre :
La bonne réponse est D.
3. Une corde de 3 m de long est nouée à une extrémité et reliée à un vibreur à l'autre. Lorsque le vibreur vibre, une onde stationnaire se forme sur la corde, comme illustré sur la figure :
La position du 5e estomac à partir de l'extrémité nouée est…
A. 0,9 m
B. 1,2 m
C. 2,5 m
D. 2,7 m
E. 3,0 m
Discussion
L'extrémité de la ficelle reliée au vibrateur peut bouger librement tandis que l'extrémité de la ficelle reliée au poteau est attachée.
Distance entre les deux nœuds les plus proches = 3 mètres / 5 = 3/5 mètres.
Position du premier nœud à partir de l'extrémité nouée = 3/5 mètres
Position du 2ème nœud à partir de l'extrémité nouée = 2 (3/5 mètre) = 6/5 mètres
Position du 3ème nœud à partir de l'extrémité nouée = 3 (3/5 mètre) = 9/5 mètres
Position du 4ème nœud à partir de l'extrémité nouée = 4 (3/5 mètre) = 12/5 mètres
La distance entre un nœud et le ventre le plus proche = 1/2 (3/5 mètre) = 3/10 mètre.
La position du 5ème nœud à partir de l'extrémité nouée = la distance du 4ème nœud à partir de l'extrémité nouée + La distance entre un nœud et l'abdomen le plus proche = 12/5 + 3/10 = 24/10 + 3/10 = 27/10 = 2,7 mètres.
La bonne réponse est D.
4. Dans l'expérience de Melde, une onde stationnaire a été obtenue, comme illustré sur la figure. Si la longueur de la corde utilisée est de 1,5 m, la position du quatrième nœud calculée à partir de la source de vibration est…
A. 0,40 m
B. 0,54 m
C. 0,96 m
D. 1,02 m
E. 1,10 m
Discussion
Distance entre les deux nœuds les plus proches = 1,5 mètres / 11 = 1,5/11 mètres.
Position du nœud 1 par rapport à la source de vibration = 1,5/11 mètres
Position du deuxième nœud par rapport à la source de vibration = 2 (1,5/11 mètres) = 3/11 mètres
Position du deuxième nœud par rapport à la source de vibration = 3 (1,5/11 mètres) = 4,5/11 mètres
Position du 4e nœud par rapport à la source de vibration = 4 (1,5/11 mètres) = 6/11 mètres = 0,54 mètre
La bonne réponse est B.
