Ondes mécaniques périodiques et sinusoïdales
Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère
À retenir
• Une onde est périodique quand la source répète la même perturbation à intervalles de temps égaux, de période T ; f = 1/T. • Double périodicité : chaque point vibre avec la période temporelle T, et à un instant donné l'aspect du milieu se répète tous les (période spatiale). • Onde sinusoïdale : la source vibre selon y_S(t) = A(2 t/T), avec A l'amplitude.
Le cours
Ondes mécaniques périodiques et sinusoïdales • Une onde est périodique quand la source répète la même perturbation à intervalles de temps égaux, de période T ; f = 1/T. • Double périodicité : chaque point vibre avec la période temporelle T, et à un instant donné l'aspect du milieu se répète tous les (période spatiale). • Onde sinusoïdale : la source vibre selon y_S(t) = A(2 t/T), avec A l'amplitude. Onde périodique, onde sinusoïdale • Si la source répète sa perturbation à intervalles réguliers T, l'onde est périodique : chaque point du milieu reproduit, avec son propre retard, ce même mouvement périodique. • Le cas le plus simple est l'onde sinusoïdale : la source oscille comme un cosinus, d'amplitude A et de fréquence f. Le son d'un diapason ou une ride créée par un vibreur en sont de bons modèles. • Une onde peut être périodique sans être sinusoïdale (son d'un instrument, impulsions répétées). Deux périodicités, deux graphiques • Périodicité temporelle : si on suit un point au cours du temps, son mouvement se répète toutes les T secondes. Graphique y = g(t), on y lit T. • Périodicité spatiale : si on photographie le milieu à un instant, la forme se répète tous les mètres. Graphique y = h(x), on y lit . • La période est imposée par la source ; la période spatiale dépend aussi du milieu (voir la longueur d'onde). Astuce et méthode clé Regarde d'abord l'axe horizontal du graphique : gradué en secondes, c'est l'enregistrement d'un point au cours du temps et tu y lis T ; gradué en mètres, c'est une photographie du milieu et tu y lis . Piège classique à éviter Croire que la fréquence change quand l'onde passe dans un autre milieu : la source impose f ; seules la célérité et la longueur d'onde changent. Un son de 440\ Hz garde 440\ Hz dans l'eau.
Dans ce chapitre
- Signaux et vibrations sonores périodiques de Seconde
- Fréquence et hauteur d'un son de Seconde
- Période temporelle et mesure à l'oscilloscope de Seconde
- Définition d'une onde mécanique progressive
- Ondes longitudinales et ondes transversales
- Célérité d'une onde mécanique
- Retard temporel tau d'une onde mécanique
- Ondes mécaniques périodiques et sinusoïdales
- Longueur d'onde : définition et relation fondamentale
- Points vibrant en phase et en opposition de phase
- Milieux dispersifs et non dispersifs
- Atténuation géométrique et par absorption d'une onde
- Niveau d'intensité sonore et échelle en décibels
- Bilan : Synthèse et méthode sur Ondes mécaniques progressives et périodiques