📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Définition : Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel élastique, sans transport de matière, mais avec transport d'énergie.
- Célérité : La vitesse de propagation $v$ dépend uniquement du milieu (élasticité, masse linéique, température). Elle est définie par $v = \frac{d}{\Delta t}$, où $d$ est la distance parcourue et $\Delta t$ la durée.
- Onde transversale : La direction de la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation (ex: corde).
- Onde longitudinale : La direction de la perturbation est parallèle à la direction de propagation (ex: ressort, son).
- Retard temporel : Si un point $M$ est atteint par l'onde à l'instant $t_M$ et un point $M'$ à l'instant $t_{M'}$, le retard est $\tau = t_{M'} - t_M = \frac{MM'}{v}$.
- Élongation : L'élongation d'un point $M$ à l'instant $t$ est liée à celle de la source $S$ par : $y_M(t) = y_S(t - \tau)$.
Méthodes à maîtriser
- Calculer la célérité : Utiliser les données d'un chronogramme ou d'un enregistrement (distance entre deux points et retard temporel).
- Déterminer le retard : Lire graphiquement l'écart entre deux signaux sur un oscilloscope ou un enregistrement.
- Tracer l'aspect de la corde : Appliquer la relation $y_M(t) = y_S(t - \tau)$ pour représenter la position d'un point à un instant donné.
Exemples corrigés
- Calcul de célérité : Une onde parcourt 2 m en 0,5 s. $v = 2 / 0,5 = 4 \text{ m.s}^{-1}$.
- Retard : Si $v = 2 \text{ m.s}^{-1}$ et $MM' = 0,5 \text{ m}$, alors $\tau = 0,5 / 2 = 0,25 \text{ s}$.
Erreurs fréquentes
- Confondre la vitesse de l'onde (célérité) et la vitesse d'un point du milieu (qui oscille).
- Oublier les unités du système international (mètres, secondes).
- Croire que la matière se déplace avec l'onde (seule l'énergie se propage).