Correction sujet 2005 asie physique chimie "propagation d'une onde le long d'une corde"
1.1La direction de propagation de l’onde est l’horizontale. La direction du mouvement du point M est la verticale.
1.2 Comme la direction de propagation de l’onde est perpendiculaire à la direction du mouvement du point M, l’onde est transversale.
2. Étude chronophotographique
2.1 Considérons l’axe horizontal (Sx) d’origine S.
La célérité V de l’onde est le rapport de la distance MM’ = xM’ – xM parcourue par l’onde entre les points M et M’ sur la durée de propagation de l’onde, t’ – t : V=(xm'-xm)/(t'-t)
Entre les photos n°6 et n°8 le front de l’onde parcourt la distance xM’ – xM = 1,00 m pendant la durée t’ – t = 2.t = 0,50 s. Donc V=1/0,5 = 2,0 m.s–1.
2.2 : Soit la durée pendant laquelle un point de la corde est en mouvement (en s).
Soit L la longueur de la perturbation (en m). (voir ci-contre)
Alors la durée est liée à L et V par la relation : = .
Graphiquement, on lit : L = 0,50 m et avec V = 2,0 m.s-1 il vient : = = 0,25 s.
3. Évolution temporelle du déplacement vertical de plusieurs points de la corde
3.1 Graphiquement on constate que l’altitude zA du point A est non nulle entre les instants de date 1,50 s et 1,75 s alors que l’altitude zB du point B est non nulle pour des instants de date plus grandes 2,00 s et 2,25 s.
Donc le premier point atteint par la perturbation est le point A.
3.2 Le front de l’onde atteint le point A d’abscisse xA à la date tA = 1,50 s.
Le front de l’onde atteint le point B d’abscisse xB à la date tB = 2,00 s.
L’instant de date t0 = 0 s correspond au début du mouvement de S en xS = 0,0 m.
On a donc : V = donc xa = V.tA xa = 2,0 1,50 = 3,0 m
De même pour le point B : xB = V.tB xB = 2,0 2,00 = 4,0 m
Le point le plus près du point source S est le point A car xA < xB.
3.3 Le retard que présente le point B dans son mouvement par rapport au point A est: = tB – tA
= 2,00 – 1,50 = 0,50 s.
3.4