1. La distance entre les deux creux des vagues est de 20 m. Un objet flotte à la surface de l'eau et subit donc un mouvement de vibration. Si la durée d'une vibration est de 4 secondes, alors la vitesse de la vague est de … m/s.
A. 20
B. 15
C. 10
D. 5
Connu :
Longueur d'onde (λ) = 20 mètres
Période (T) = 4 secondes
Recherche : Vitesse de l'onde (v)
Solution:
L'équation de la vitesse des ondes :
v = λ / T = 20 mètres / 4 secondes = 5 mètres par seconde
La bonne réponse est D.
2. Deux points A et B sont situés sur une corde et distants de 90 cm. Des ondes transversales se propagent sur la corde , de sorte que le point A se trouve au sommet de l'onde, le point B au creux, et qu'entre eux, il y a deux crêtes et deux creux. Si la période de l'onde est de 0.3 seconde, alors la propagation de l'onde est…
A. 10.8 cm/s
B. 18.0 cm/s
C. 120.0 cm/s
D. 200.0 cm/s
Connu :
Distance AB (l) = 90 cm
Période de l'onde (T) = 0.3 seconde
Fréquence de l'onde (f) = 1/0.3 seconde
Le point A se situe à la crête de la vague et le point B au creux de la vague.
Entre les points A et B, il y a deux crêtes et deux creux.
Recherche : Vitesse de l'onde (v = f λ)
Solution:
D'après la figure, on peut conclure qu'il y a 2.5 longueurs d'onde. La distance d'une longueur d'onde (λ) est de 90 cm / 2.5 = 36 cm.
La vitesse de l'onde :
v = f λ = (1 / 0.3)(36) = 36 / 0.3 = 120 cm/s.
La bonne réponse est C.
3. Le graphique suivant illustre le déplacement d'un point dans un milieu en fonction du temps lorsqu'une onde traverse ce milieu.
Si la longueur d'onde est de 6 mètres, alors la vitesse de propagation de l'onde est de…
A. 3 m/s
B. 6 m/s
C. 8 m/s
D. 12 m/s
Connu :
Il existe deux longueurs d'onde d'après le graphique ci-dessus.
Distance d'une longueur d'onde (λ) = 6 mètres / 2 = 3 mètres
Période (T) = 0.5 secondes
Recherche : Vitesse des ondes (v)
Solution:
v = f λ = λ / T = 3 mètres / 0.5 seconde = 6 mètres par seconde
La bonne réponse est b.
4. D'après la figure ci-dessous, le point qui a une différence de phase de ¾ avec le point A est ….
A. Point B
B. Point C
C. Point D
D. Point E
Solution
Le point B présente une différence de phase de ¼ λ avec le point A.
Le point C présente une différence de phase de 2/4 λ ou 1/2 λ avec le point A.
Le point D présente une différence de phase de 3/4 λ avec le point A.
Le point F a une différence de phase de 5/4 λ avec le point A.
La bonne réponse est C.
5. À la surface d'un étang, deux feuilles sèches sont distantes de 60 centimètres. Elles ondulent de haut en bas, comme la surface de l'eau, à une fréquence de 2 Hz. Lorsqu'une feuille est sur une crête, l'autre est au creux. Entre elles, il y a une crête et un creux. Déterminez la vitesse de propagation de l'onde.
A. 20 cm/s
B. 30 cm/s
C. 80 cm/s
D. 120 cm/s
Connu :
Distance entre les deux feuilles = 60 cm
Fréquence (f) = 2 Hz = 2
Recherche : La vitesse de la vague
Solution:
La distance entre les deux feuilles est de 1.5 longueur d'onde. La distance d'une longueur d'onde est (λ) = 60 cm / 1.5 = 40 cm
Vitesse de l'onde (v) :
v = f λ = (2 Hz)(40 cm) = 80 cm/second
La bonne réponse est C.
6. À partir de la figure ci-dessous, déterminez l'amplitude, la période, la fréquence et la vitesse de l'onde.
Solution:
Amplitude (A) = 4 mètres
Période (T) = 6 secondes / 3 = 2 secondes
Fréquence (f) = 1 / T = 1 / 2 = 0.5 hertz
Longueur d'onde (λ) = 24 mètres / 3 = 8 mètres
Vitesse de l'onde (v) = f λ = (0.5 hertz)(8 mètres) = 4 mètres/seconde ou
Vitesse de l'onde (v) = λ / T = 8 mètres / 2 secondes = 4 mètres/seconde
La bonne réponse est D.
7. Sur une corde de 1.2 m de long et de 200 g, 1.5 ondes sinusoïdales de fréquence 50 Hz se sont formées. À partir de ces données, déterminez la période de l'onde et la tension de la corde.
A. Période = 0.02 seconde et force de tension = 6.67 N
B. Période = 0.01 seconde et force de tension = 6.67 N
C. Période = 0.02 seconde et force de tension = 266.67 N
D. Période = 0.01 seconde et force de tension = 266.67 N
Connu :
La longueur de la corde (l) est de 1.2 mètre et il y a 1.5 onde sinusoïdale, donc la distance d'une longueur d'onde (λ) est de 1.2 mètre / 1.5 = 0.8 mètre.
Masse de la corde (m) = 200 grammes = 0.2 kg
Fréquence (f) = 50 Hz
Masse volumique de la corde (µ) = m/l = 0.2 kg / 1.2 mètres = (1/6) kg/mètre
Recherche : Période de l'onde (T) et force de tension de la corde (T)
Solution:
Période de l'onde :
T = 1 / f = 1 / 50 Hz = 0.02 seconde
La vitesse de l'onde sur la corde :
v = f λ = (50 Hz)(0.8 mètre) = 40 mètres/seconde
La force de tension (T) :
La bonne réponse est C.
