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Terminale S TPP301_mesure_de _la_celerite_d'une_onde 1/3
TS Mesure de la célérité d’une onde
(Dans l’eau - Dans l’air) TP P1
Objectifs :
| Mesurer la célérité v d’une onde mécanique à partir d’une séquence vidéo
| Apprendre à utiliser un logiciel d’acquisition et de traitement de données
| Exploiter collectivement une série de mesures
| Mesurer la célérité c de l’onde sonore dans l’air à température ambiante
1. Mesure de la célérité d’une onde à la surface de l’eau
1.1 Dispositif et principe des mesures
On laisse tomber une goutte à la surface de l’eau contenue dans une cuve à ondes. On
observe la propagation des rides circulaires à la surface de l’eau grâce à un verre dépoli. Les
cercles concentriques clairs représentent les crêtes, les cercles sombres ; les creux.
Pour effectuer des mesures correctes de distances, un objet de longueur L connue est
fixé sur le dessous de la cuve. L’échelle de l’observation sera alors connue par un simple
rapport de proportion constant dans toutes les directions.
Z Manipulation:
Elle se déroule en 3 étapes :
• 1. Acquisition de la séquence
vidéo,
• 2. Analyse image par image
pour déterminer les valeurs
successives du rayon r du front d’onde.
• 3. Traitement des données ; exploitation de la courbe r = f (t)
1.2 Mesure de la célérité Conde (onde à 2 dimensions à la surface de l’eau)
a) Comment qualifier cette onde mécanique ? ( Plane , Rectiligne, Circulaire, Progressive ,
Longitudinale, Transversale). Justifier par un ou plusieurs mots la raison, simplement.
b) L’onde est crée par une perturbation à l’endroit O origine de la source, elle est de même
nature que la déformation. L’onde est-elle progressive, stationnaire (immobile), radiale,
plane, sphérique ?
c) Que peut on dire de l’ amplitude de cette onde au cours de sa propagation ? change t-elle
apparemment de valeur ? expliquez la raison ?
Z Analyse du graphe : OF = f (t)
Le lieu d’impact de la goutte (là où la perturbation est crée)
est choisi comme origine O du repère du ½ axe orienté des
espaces Ox . La distance OF (t) est alors le rayon d’onde de
tous les cercles concentriques
O OO
Image n Image n - 1 Image n + 1
r r r
F F F
Front d’onde
OF
t
O
La pente est la célérité V