TP physique Mesure de la célérité d’une onde

I Objectifs

ü Mesure de la vitesse de propagation d’une onde sonore avec un ordinateur

ü Simulations à l’ordinateur :

Détermination de la célérité d’une onde sur une corde à l’aide de la notion de retard

Définition de la période spatiale

Vérification de la relation entre la période spatiale et la période temporelle

II Mesure de la vitesse de propagation d’une onde sonore

Compléter le schéma en figurant le branchement électrique. Préciser la fonction du transducteur microphone.

On définit  t comme la différence entre la date de détection du clap pour le micro 2 et la date de détection du clap pour le micro 1.

De la mesure de t sur l'enregistrement et de la distance d séparant les deux microphones, déduire la célérité v de propagation du son dans l'air.

Donner un nom à t

L'onde sonore du "clap" est-elle progressive? est-elle mécanique? est-elle périodique?

III Notion d’onde progressive périodique

Lancer l’animation flash « ola »

1. cliquer sur »le personnage de gauche déclenche une hola. Observer. Rédiger les réponses aux questions

2. Même travail après avoir cliqué sur « le personnage de gauche déclenche périodiquement une nouvelle hola »

IV Simulations à l’ordinateur

1. Réglage préliminaire

Une fois le logiciel lancé, et dans toutes les simulations qui vont suivre, les cases rouge et bleu seront activées

2. Identification des graphes

Effectuer les réglages suivants :

	amplitude	durée	déformation	onde	Condition à l’extrémité de la corde
réglages	de base	de base	en cloche	transversale	amortissement

Démarrer. Observer les graphes qui apparaissent dans les fenêtres et les identifier en nommant les axes. Arrêter

Recommencer en choisissant onde longitudinale

3. Vérification de la célérité de l’onde

a) Effectuer les réglages suivants :

	amplitude	durée	onde	déformation	Vitesse	Condition à l’extrémité de la corde
réglages	A = 0,4m	0,125s	transversale	symétrique	0,4 m.s^-1	amortie

b) Mesures et exploitation

Avec le clic droit de la souris

ü déterminer la distance entre les 2 points

ü déterminer le retard entre B (point bleu) et R (point rouge)

ü Vérifier la célérité de l’onde

4. Périodes spatiale et temporelle

a)Effectuer les réglages suivants :

	amplitude	onde	période	déformation	Vitesse	Condition à l’extrémité de la corde
réglages	A = 0,5 m	transversale	? ? ? ?	sinusoïdale	0,4 m.s^-1	amortie

b) Mesures et exploitation
Rechercher la plus grande période de l’onde telle que les points B et R soient en phase.

Si B et R sont en phase, que représente la distance d(BR). La mesurer.

Comparer la mesure précédente au produit de la vitesse par la période. Conclure

Calculer l’écart relatif entre les 2 résultats

5. Réflexion sur une extrémité fixe

a)Réglages

Revenir aux réglages suivants :

	amplitude	durée	période	déformation	Vitesse	Condition à l’extrémité de la corde
réglages	A = 0,5 m	0,125s		en cloche	0,4 m.s^-1	fixe

Démarrer , Observer la réflexion de l’onde. Faire une pause permettant de visualiser l’onde incidente et l’onde réfléchie.

b) Mesures et exploitation

En utilisant uniquement la fenêtre du bas, déterminer la distance entre B et l’extrémité fixe de la corde, idem pour R. Vérifier avec la fenêtre du haut.