USA 2005

LE TELEPHONE "POT DE YAOURT" A l'ère du téléphone portable, il est encore possible de communiquer avec un système bien plus archaïque… L'onde sonore produite par le premier interlocuteur fait vibrer le fond du pot de yaourt, le mouvement de va et vient de celui-ci, imperceptible à l'œil, crée une perturbation qui se propage le long du fil. Cette perturbation fait vibrer le fond du second pot de yaourt et l'énergie véhiculée par le fil peut être ainsi restituée sous la forme d'une onde sonore perceptible par un second protagoniste Données: célérité du son dans l'air à 25°C vair = 340 m.s
–1

A – A PROPOS DES ONDES 1. Identifier la chaîne des différents milieux de propagation des ondes mécaniques sein du dispositif: de la bouche de la personne qui parle, à l'oreille de la personne écoute (figure1). Ce fil légèrement élastique peut être modélisé par un ressort à spires non jointives. au qui

Les schémas suivants illustrent les conséquences de deux modes de déformation d'un ressort: l'écartement d'une extrémité du ressort selon une direction perpendiculaire à l'axe de celui-ci produit une onde de cisaillement (figure 2), alors qu'une déformation selon l'axe du ressort produit une onde de compression (figure 3).

2.

Attribuer, à chacune des situations représentées sur d'onde longitudinale et d'onde transversale. Justifier votre réponse. déformation (figure 3) correspond

les

figures

2

et

3,

les

termes

Seul le second mode de du dispositif étudié par la suite.

au

phénomène

observé

sur

le

fil

B – CELERITE DE L'ONDE QUI SE PROPAGE LE LONG DU FIL A 25°C, on réalise le montage suivant (figure 4), afin de mesurer la célérité des fil du dispositif. Deux capteurs, reliés en deux points A et B distants de D = 20 du pot de yaourt émetteur E. Les capteurs enregistrent l'amplitude de cette perturbation au cours du temps. 1. A partir de l'enregistrement (figure 5), déterminer avec quel retard τ, par rapport au point A,