c) Quelle est alors la célérité du son dans l’air ? (2.4)

(Corrigé : http://www.freenrg.info/Scientific_Books/Documents_en_francais/Exercices_de_Physique_TS-1.pdf)

EXERCICE 1 :

On attache une masse de 2,00 kg à l’extrémité B d’une corde maintenue horizontalement sur sa plus grande longueur, puis on crée une déformation à son extrémité A. La célérité des ondes le long de la corde est donnée par : .
Avec T tension de la corde et μ masse par unité de longueur. On prend : g = 10 N / kg. |
1)- Montrer que la tension T peut s’exprimer en kg.m.s – 2.
2)- Quels sont les facteurs liés à la structure de la corde qui expliquent cette formule ?
3)- Quelle est la nature des ondes le long de la corde ?
4)- Calculer la célérité de ces ondes si la masse de la corde vaut 1,0 x 10 2 g et sa longueur 5,0 m.
5)- On filme l’expérience avec une caméra enregistrant à une vitesse de 10 images par seconde.
Combien d’images montreront la propagation de la déformation avant que celle-ci n’atteigne la poulie ?

EXERCICE 2 :
Une petite bille tombe dans une cuvette cylindrique remplie d’eau de rayon 60 cm.
La bille est initialement à 80 cm au-dessus de la surface de l’eau.
On néglige les frottements de l’air.
L’origine des temps est prise à l’instant du contact avec l’eau.
Le niveau de référence pour l’énergie potentielle est la surface de l’eau.
Le rayon de la bille est de 5,0 mm et sa masse volumique est ρ = 2,0 x 10 3 kg.m – 3.
On prend : g = 9,8 N / kg. Le volume d’une sphère est :. 1)- En utilisant le cours de première S, calculer la vitesse de la bille à l’instant où elle touche l’eau.
2)- Au moment de l’impact, la bille perd la moitié de son énergie. De quel type d’énergie s’agit-il ? Que devient-elle ?
3)- Qu’observe-t-on alors à la surface de l’eau ? comment se fait la propagation ?
4)- L’onde touche le bord de la cuvette à l’instant t = 0,1 s. En déduire la célérité des ondes à la surface de l’eau.
5)- Comment serait modifiée la