Sujet de l'expérience : Expérience Melde
Objectif expérimental : Étudier la relation entre la tension de la corde, la longueur d'onde et la vitesse de propagation des ondes.
Outils et matériaux : Chronomètre, corde, poulie, poids de 50 grammes, alimentation électrique, balance, règle.
Théorie de base :
La vitesse de propagation des ondes est exprimée par l'équation :
v = λ f
Information :
v = vitesse de propagation de l'onde
λ = longueur d'onde
f = fréquence
Les ondes qui se propagent sur des cordes sont des ondes transversales . La vitesse des ondes transversales sur une corde peut être calculée à l'aide de la formule :
Information :
v = vitesse de propagation de l'onde sur la corde (mètres/seconde)
F = T = force de tension de la corde (Newton)
μ = masse par unité de longueur de corde (kilogramme/mètre)
Étapes expérimentales :
1. Mesurez la masse de la corde à l'aide d'une balance.
Masse de la corde = ……….gramme = ……….kg
2. Mesurez la longueur de la corde à l'aide d'une règle.
Longueur de la corde (l) = ……….cm = ……….m
3. Calculer la masse volumique de la corde
μ = m / l = ……….kg/m
Saisissez dans le tableau de données, colonne densité de chaînes, première ligne.
4. Assemblez le dispositif expérimental comme indiqué sur l'image. Une extrémité de la corde est reliée à une charge de 50 grammes.
5. Mesurez la longueur de la corde d'une extrémité nouée à l'autre extrémité nouée.
Longueur de la corde (l) = ……….cm = ……….m
6. Mettez le chronomètre en marche jusqu'à ce qu'une onde stationnaire se forme sur la corde. Comptez le nombre d'anti-ondes. Nombre d'anti-ondes = …………
Supposons qu'il y ait n estomacs, alors la distance entre deux estomacs est égale à la longueur de la corde (l) divisée par n = x
Distance 1 abdomen (x) = 1/2 longueur d'onde (1/2 λ)
1 longueur d'onde (λ) = 2 x =……….. m
Saisissez dans le tableau de données, colonne longueur d'onde, première ligne.
7. Fréquence de l'onde = fréquence de vibration du chronomètre = fréquence PLN = 50 Hz
8. Calculer la vitesse de propagation de l'onde
v = f λ =………..m/s
Saisissez dans le tableau de données, colonne vitesse de l'onde, première ligne.
9. Répétez l'étape 4 en utilisant un poids de 100 grammes.
Saisissez les données dans le tableau, deuxième ligne.
10. Répétez l'étape 4 en utilisant un poids de 150 grammes.
Saisissez les données dans le tableau, troisième ligne.
Date:
Masse de la charge (m) = 50 grammes = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Accélération due à la gravité (g) = 10 m/ s²
Poids de la charge (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Poids de la charge (w) = force de tension dans la corde (F)
|
Non |
force de tension de la corde (F) |
Fréquence (f) |
Longueur d'onde ( λ ) |
Masse volumique de la corde ( μ ) |
Vitesse de propagation des ondes (v = f λ ) |
|
1 |
N 0,5 |
50 Hz |
|||
|
2 |
N 1,0 |
50 Hz |
|||
|
3 |
N 1,5 |
50 Hz |
Analyse des données :
– Quel est le lien entre la tension dans la corde et la longueur d'onde ?
– Quel est le lien entre la tension dans la corde et la vitesse de propagation des ondes ?
– Quel est le lien entre la longueur d'onde et la vitesse de propagation de l'onde ?
Conclusion :
Énoncez votre conclusion.
