Profondeur de l’eau par sonar
La leçon présente un exercice de sonar : interprétation du signal ultrasonore, lecture d’un oscilloscope, calcul du retard Δt, puis détermination de la profondeur à partir du trajet aller-retour.
Men l-fekra l 20/20.
Ondes mécaniques progressives — Physique-Chimie 2ème Bac
- Physique-Chimie
- Sciences Physiques et SVT
Onde mécanique progressive, ondes transversales et longitudinales, célérité et retard temporel, ondes sonores, représentations s(x) et y(t), vitesse de propagation sur une corde et analyse dimensionnelle.
- 4leçons vidéo
- 21exercices corrigés
- 176questions de quiz
- 9 h 32de vidéo
2 leçons offertes
Khtwa b khtwa.
Au programme
Chaque leçon est une vidéo courte avec son résumé, ses points de contrôle et son quiz.
Le cours4 leçons
Les ondes mécaniques progressives
Introduction aux ondes, définition de l’onde mécanique progressive et distinction entre ondes transversales et longitudinales.
Célérité, retard temporel et ultrasons
Le cours présente la célérité, son expression et ses unités, les conversions nécessaires, le calcul du retard temporel, puis distingue les ondes sonores des ondes ultrasonores.
Élongation et représentation instantanée
Le cours distingue la représentation spatiale s(x), photographie de la corde à un instant donné, et l’élongation y_M(t), évolution d’un point M au cours du temps. Il montre comment déterminer distance, vitesse, retard temporel et durée de perturbation.
Vitesse sur une corde et analyse dimensionnelle
Le cours établit la vitesse de propagation d’une onde sur une corde tendue, puis introduit l’analyse dimensionnelle et vérifie dimensionnellement la relation v = √(T/μ).
Exercices corrigés en vidéo21
Exercice 1 Exercice 2 Onde circulaire à la surface de l’eau
Résolution progressive d’un exercice sur une onde circulaire mécanique : lecture du schéma, analyse de propositions, calcul de la célérité, détermination des instants, vérification dimensionnelle et calcul de la profondeur.
Exercice 3 Célérité d’une onde sur une corde
L’exercice exploite des photographies prises à 25 images par seconde et une règle de 1 m pour déterminer l’intervalle de temps, la distance parcourue et la célérité de l’onde.
Exercice 4 Célérité du son et matériau de la barre
Rappel des propriétés des ondes sonores, étude expérimentale de leur célérité dans une barre métallique et détermination du matériau par deux méthodes graphiques.
Exercice 5 Son dans l’eau et dans l’air
Déterminer quelle nageuse perçoit le son en premier, exprimer le retard temporel en fonction des vitesses et de la distance, puis le calculer.
Exercice 7 Vitesse du son dans les gaz
L’exercice établit une expression de la vitesse du son, compare le dihydrogène et le dioxygène, calcule la masse molaire de l’air et introduit la vérification dimensionnelle.
Exercice 9 Échographie d’une nappe pétrolière
Étude d’un exercice d’échographie par ultrasons : mesure d’un retard temporel, calcul de la célérité dans l’air, relation entre élongations, puis détermination de l’épaisseur d’une nappe de pétrole par échos.
Exercice 10 Échographie du cerveau
L’échographie utilise une sonde émettrice-réceptrice, les réflexions et les échos ultrasonores pour déterminer les largeurs des hémisphères cérébraux.
Exercice 10B Largeur des hémisphères cérébraux
Le cours applique la relation vitesse-distance-durée à des trajets aller-retour d’ondes afin de calculer puis comparer les largeurs des deux hémisphères.
Exercice 11 Échos successifs dans un tunnel
L’exercice montre que les échos résultent de la réflexion du son, permet de déterminer la position de la personne, la longueur du tunnel et les trajets puis instants des échos suivants.
Exercice 13 Épaisseur d’une plaque de Plexiglas
Étude des temps de réception d’une onde ultrasonore dans l’eau, puis en présence d’une plaque de Plexiglas, jusqu’au calcul de son épaisseur.
Exercice 14A Épaisseur d’un tube métallique
L’exercice montre comment exploiter les échos ultrasonores et les temps mesurés à l’oscilloscope pour déterminer l’épaisseur du métal d’un tube.
Exercice 14 Diamètre interne d’un tube
Le cours montre comment convertir une distance, identifier la durée correspondant à un trajet aller-retour, puis calculer le diamètre interne d’un tube dans l’air.
Exercice 15 Écho d’une chauve-souris
L’exercice exploite la sensibilité horizontale d’un oscilloscope pour déterminer un retard temporel et des distances, puis modélise la position d’une chauve-souris en mouvement par rapport à un obstacle.
Exercice 16A Vitesse par ultrasons en sens opposés
L’exercice étudie la propagation d’une onde ultrasonore dans une conduite où l’eau s’écoule, puis exploite deux sens de propagation pour déterminer la vitesse de l’eau.
Exercice 16B Vitesse du courant d’eau
Le cours exploite la différence des temps de propagation pour isoler puis calculer la vitesse vₑ du courant, en utilisant l’approximation vₑ ≪ v₀.
Exercice 17A Durée d’une perturbation sur une corde
Étude d’une perturbation se propageant sur une corde, à partir de la courbe d’élongation de la source.
Exercice 17B Retard et graphe de l’élongation de M
Calcul du retard temporel entre S et M, puis construction du graphe de l’élongation de M en reproduisant la perturbation de S avec un décalage temporel.
Exercice 18A Profil d’une onde sur une corde
Étude de la nature du signal, de sa longueur d’onde, de sa période, de l’instant t₁ et de la représentation du profil à l’instant t₂.
Exercice 18B Élongation et retard temporel
Résolution de la question 5, construction du graphe de l’élongation de la source, puis détermination de l’élongation et du retard temporel au point M.
Exercice 18C Élongation du point M
Détermination du retard du point M et construction de son graphe d’élongation en fonction du temps.
L-mouhim f l-mouhim.
L’essentiel du cours
Les définitions, repères et formules des premières leçons, tirés des fiches du chapitre.
- Support
- Milieu matérielLa perturbation se transmet entre les points du milieu.
- Transport
- ÉnergieLa matière n'accompagne pas l'onde sur toute la distance.
- Classification
- DirectionsOn compare mouvement local et propagation.
- Célérité
- Distance par duréeUn trajet et son intervalle de temps.
- Retard
- Temps d’arrivéeLa source agit avant le point observé.
- Fréquence
- Audible ou ultrasonComparer à 20 Hz et 20 kHz.
Objectif de cette première partie
Distinguer la perturbation qui progresse du mouvement local de la matière, puis reconnaître une onde transversale ou longitudinale à partir des directions observées. C'est la première des quatre parties : elle installe les objets que les suivantes vont mesurer.
Onde mécanique progressive
Propagation de proche en proche d'une perturbation dans un milieu matériel élastique, avec transport d'énergie et sans transport global de matière.
Un relais coûte du temps
Puisque chaque portion doit mettre la suivante en mouvement, la propagation occupe une durée mesurable : un point deux fois plus éloigné commence à bouger plus tard. Cette durée sera chiffrée dans la partie suivante sous le nom de retard temporel.
Toujours suivre un point du milieu
La forme d'une impulsion ne suffit pas à classer l'onde. La direction de perturbation est la trajectoire locale d'un point matériel repéré, pas le déplacement du profil complet.
formules du chapitre
Lecture du traceur sur une corde
- Impulsion
- Point M
- Après le passage
Critère de classification
- Onde transversale
- Onde longitudinale
Jarreb rassek.
Teste-toi maintenant
5 questions parmi les 176 du chapitre. Réponds, la correction s’affiche.
- Question 1 sur 5
Un point M d’un ressort avance puis revient sur une droite horizontale, tandis que la perturbation se propage vers la droite. De quel type d’onde s’agit-il ?
Pas tout à fait. Réponse : A
La direction du mouvement du point M est parallèle à la direction de propagation ; il s’agit donc d’une onde mécanique longitudinale.
- Question 2 sur 5
Sélectionne toutes les affirmations conformes à la leçon. Plusieurs réponses sont attendues.
Pas tout à fait. Réponses : A, B, C, D, E, F
Les deux catégories sont des ondes mécaniques. Une onde sonore est audible par l’être humain et sa fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 kHz. Une onde ultrasonore n’est pas audible par l’être humain et vérifie .
- Question 3 sur 5
Sélectionne toutes les affirmations correctes. Plusieurs réponses sont attendues.
Pas tout à fait. Réponses : A, B, C, D
s(x) est une photographie spatiale de la corde entière et permet de comparer des positions. y_M(t) suit un seul point au cours du temps. Avant l’arrivée de l’onde, M reste au repos et son élongation est nulle. Les deux dernières propositions inversent les rôles de s(x) et de y_M(t) ou l’ordre montée–descente.
- Question 4 sur 5
Quelle expression et quelle unité correspondent à la masse linéique μ de la corde ?
Pas tout à fait. Réponse : A
La masse linéique est la masse de la corde divisée par sa longueur : μ = m/ℓ. Avec m en kilogrammes et ℓ en mètres, son unité est kg·m⁻¹.
- Question 5 sur 5
Plusieurs réponses sont correctes. Sélectionne les conclusions conformes à l’observation du point vert.
Pas tout à fait. Réponses : A, B, C
Le point vert monte et descend localement et reste à sa place, alors que la perturbation et l’énergie se déplacent le long de la corde. Il n’y a donc pas de transport net de matière avec l’onde.
Yallah, wa7d l-khtwa.
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