3 Ondes mécaniques (Fréquence, Période, Longueur d'onde, Vitesse de propagation) – Problèmes et solutions
Deux bouchons sont placés sur les crêtes des vagues . Ils effectuent 20 allers-retours à la surface de la mer en 4 secondes. Si la distance entre les deux bouchons est de 100 cm et qu'il y a entre eux deux creux et une crête, déterminez la fréquence et la vitesse de la vague.
Connu :
Les deux bouchons se situent au sommet des vagues et, entre eux, on observe deux creux et une crête (voir figure). Il y a donc deux longueurs d'onde entre les deux bouchons.
Longueur d'onde (λ) = 100 cm / 2 = 50 cm.
Fréquence (f) = 20/4 = 5 Hertz
On recherche : la fréquence et la vitesse des ondes.
Solution:
La fréquence de l'onde (f) = 5 Hertz
La vitesse de propagation de l'onde (v) = f λ = (5)(50 cm) = 250 cm/s
2. Un ressort (slinky) est mis en vibration pour produire des ondes longitudinales, où la distance entre deux compressions plus proches = 40 cm. Si la vitesse de l'onde est de 20 m/ s , déterminez la longueur d'onde et la fréquence de l'onde.
Connu :
La distance entre deux compressions les plus proches = la distance entre deux expansions les plus proches = la distance entre deux creux les plus proches = 1 longueur d'onde
Longueur d'onde (λ) = 40 cm = 0.4 m
La longueur d'onde (v) = 20 m/s
On recherche : la longueur d'onde (λ) et la fréquence (f) de l'onde.
Solution:
Longueur d'onde (λ) = 0.4 m
Fréquence (f) = v / λ = 20 / 0.4 = 50 Hertz
3. À la surface de la mer, deux bouchons sont séparés de 60 cm. Chaque bouchon effectue 20 allers-retours en 10 secondes. Lorsque l'un est sur la crête, l'autre est au creux de la vague. Entre les deux bouchons se trouve la crête d'une vague. Déterminez la période et la vitesse de cette vague.
Connu :
Longueur d'onde (λ) = 60 cm / 1.5 = 40 cm
Fréquence (f) = 20/10 = 2 Hertz
Recherche : Période et vitesse de propagation.
Solution:
Période (T) = 1/f = 1/2 = 0.5 seconde
La vitesse de propagation de l'onde (v) = f λ = (2)(40) = 80 cm/s
