Document – Propagation d’une perturbation périodique le long d’une corde
Une animation permet de simuler la propagation d’une onde
mécanique progressive le long d’une corde en produisant à son
extrémité une impulsion d’amplitude et de durée réglables.
• Réglage de la simulation
- déclenchement : pulsation ;
- corde : pas d’extrémité, sans amortissement, tension faible ;
- source : amplitude 0,30 cm, largeur d’impulsion 0,40 s ;
- affichage : mode ralenti.
https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_fr.html
QUESTIONS :
Q1 : Paramétrer la simulation selon les informations données dans le document. Cliquer sur le générateur d’impulsions
toutes les secondes pour simuler une onde mécanique périodique de période T0 = 1,0 s. Figer l’animation lorsque cinq
perturbations sont observées sur l’écran. (RÉALISER)
Q2 : À l’aide de la simulation, déterminer la durée T au bout de laquelle un point de la corde soumis au passage du
début d’une perturbation se retrouve soumis au passage du début de la perturbation suivante. Mesurer également,
grâce à l’outil « règle », les distances entre deux débuts de perturbations consécutifs. (RÉALISER)
Q3 : Faire défiler la simulation image par image sur une trentaine d’images et comparer les distances entre deux
débuts de perturbation successifs avec celles mesurées à la question précédente. (RÉALISER)
Q4 : La durée T mesurée à la question Q2 est la période temporelle de l’onde, qui s’exprime en seconde. Comparer T
et T0.
Q5 : Montrer que l’onde qui se propage le long de la corde est caractérisée par une période spatiale mesurée en mètre.
Q6 : Observer la propagation de l’onde le long de la corde lorsque la source est réglée sur « osciller » et justifier que
les résultats précédents sont généralisables à toute onde mécanique progressive périodique.
BILAN :
Réaliser une synthèse permettant de définir une onde mécanique progressive périodique et de présenter la double
périodicité spatiale et temporelle qui la caractérise.