EXERCICES ONDES & LUMIERE
Exercices : Ondes mécaniques
1. Une onde se propage à la vitesse de 40 cm/s. Sa fréquence est de 50 Hz. Quelle est sa longueur d’onde ? 2. Une onde a une longueur d’onde de 1.20 m et sa vitesse est de 96 m/s. Quelle est sa fréquence ? 3. Des oscillations transversales partent d’un point O et se propagent avec une vitesse de 3 m/s. L’amplitude des ondes est de 10 cm et la période est de ¼ s. Déterminez la longueur d’onde. Après combien de temps, une particule située à 120 cm de O commence-t-elle son oscillation ? 4. La fréquence de l’onde sonore associée à la voix humaine est de l’ordre de 500 Hz. Pour cette fréquence, déterminer la longueur d’onde sonore dans l’air (à 20°C). Comparer cette longueur d’onde à celle émise par RTL (c = 3⋅108 m/s) 5. Une lame vibrante, de fréquence f = 100 Hz, est munie d’une pointe qui produit en un point O de la surface d’une nappe d’eau une perturbation transversale, sinusoïdale, d’amplitude 1 mm, se propageant dans toutes les directions du liquide à la vitesse constante de 36 cm/s. A l’origine des temps la source commence à vibrer en se déplaçant vers le haut. a) Ecrire l’équation du mouvement de O en fonction du temps, puis l’équation du mouvement des points M et N, situés respectivement à 6,3 et à 9 mm de O. (On négligera la variation d’amplitude au cours de la propagation). b) Comparer le mouvement des deux points considérés au mouvement de la source. c) Représenter graphiquement le mouvement de O, de M et de N en fonction du temps. d) Représenter graphiquement à l’instant t = 0,02 s, puis à l’instant t = 0,025 s l’aspect de la surface de l’eau en fonction de la distance à la source. 6. Une source effectue un mouvement harmonique de période 8 s. La trajectoire est un segment vertical de 12 cm de longueur. A l’origine des temps, la source passe par sa position d’équilibre et se déplace vers le bas. Calculer: a) les valeurs de l'amplitude, de la pulsation et de la phase initiale; b) l’élongation, la