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Noël 2008 : Examen de physique (option)

1. Donnez les définitions complètes de : ( /8) 1. élongation : 2. timbre : 3. résonance : 4. effet doppler-fizeau : 5. déphasage : 6. harmonique : 7. vitesse angulaire : 8. battement :

2. Un oscillateur harmonique a pour équation (y en cm et t en s) : y(t) = 3.sin (π/4t) a. déterminer sa fréquence, b. calculer sa vitesse à l’instant t = 4 s, c. établir l’équation d’un mouvement harmonique d’amplitude double, de même période, et en retard d’un quart de période, d. pour les 2 mouvements construire le graphique de l’élongation en fonction du temps e. établir le vecteur de Fresnel pour chacun d’eux ( /5)

3. ( /2)
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4. Schéma d’explication et démonstration complète, de la formule de l’effet Doppler pour une source en mouvement qui s’éloigne d’un observateur au repos. Attention aux conditions de « faisabilité » ! ( /4)

5. En supposant que 3 chaînes stéréo fonctionnent au même niveau d’intensité sonore de 75 dB, quelle est l’intensité sonore totale résultante ? ( /2)

6. Démonstration mathématique de l’élongation y(t) d’un oscillateur harmonique en fonction du temps. ( /4)

7. La fréquence de l’onde sonore associée à la voix humaine est de l’ordre de 500 Hz. Pour cette fréquence déterminer sa longueur d’onde dans l’air. Comparer cette longueur d’onde à celle d’une onde émise (= onde électromagnétique de vitesse équivalente à celle de propagation de la lumière) par une radio locale dont vous connaissez la fréquence d’émission. ( /4)

8. Dynamique du pendule simple : démontrer que la période d’un pendule simple ne dépend ni de la masse ni de