Au programme de ce chapitre
- I. Onde progressive et célérité
- II. Ondes périodiques et longueur d'onde
- III. Retard, mesures et applications
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Une onde mécanique progressive est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel, avec transport d'énergie mais sans transport de matière. Chaque point du milieu reproduit, avec un retard, le mouvement du point situé avant lui ; une fois l'onde passée, il reprend sa position d'équilibre.
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Un exemple corrigé
Exemple Le son se propage à environ 340 m·s⁻¹ dans l'air à 20 °C, 1 500 m·s⁻¹ dans l'eau et 5 000 m·s⁻¹ dans l'acier. Lors d'un orage, l'éclair parvient à l'œil quasi instantanément alors que le tonnerre met τ = 6,0 s : l'orage se trouve à d = 340 × 6,0 = 2,0 × 10³ m, soit environ 2 km. D'où la règle pratique : environ 1 km tous les 3 secondes.
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège. Une onde transporte de l'ÉNERGIE, pas de matière : le milieu oscille sur place.
Attention La célérité d'une onde n'est pas la vitesse des points du milieu : sur une corde, l'onde avance à 10 m·s⁻¹ alors que chaque point ne fait qu'osciller verticalement de quelques centimètres. Attention aussi aux unités : un retard en millisecondes doit être converti en secondes, et une fréquence en kilohertz en hertz.
L'astuce du prof
Astuce. Relie les trois grandeurs par v = λ·f ; connais-en deux pour trouver la troisième.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1
Qu'est-ce qu'une onde mécanique ?
Voir la correction
La propagation d'une perturbation dans un milieu matériel (sans transport de matière).
Exercice 2
Quelle relation entre v, λ et f ?
Voir la correction
v = λ × f.