Ondes Mécaniques Progressives
2ème BAC Sciences de la Vie et la Terre
1. Notions Fondamentales
Définition : Perturbation qui se propage sans transport de matière, avec transfert d’énergie.
Exemples :
- Ondes sur une corde
- Vagues à la surface de l’eau
- Ondes sonores
Caractéristiques :
- Double périodicité : Dans le temps (T) et l’espace (λ)
- Célérité : \( v = \frac{\lambda}{T} = \lambda \cdot f \)
- Direction de propagation : Transversale ou longitudinale
2. Modélisation Mathématique
Fonction d’onde : Pour une onde progressive sinusoïdale se propageant selon (Ox) :
où :
- A : Amplitude (m)
- T : Période temporelle (s)
- λ : Longueur d’onde (m)
- φ : Phase initiale (rad)
Représentation temporelle
Représentation spatiale
Exemple : Onde sur une corde avec A = 2 cm, T = 0.1 s, λ = 0.5 m, φ = 0
Équation : \( y(x,t) = 0.02 \cos\left(2\pi\left(\frac{t}{0.1} – \frac{x}{0.5}\right)\right) \)
Célérité : \( v = \frac{\lambda}{T} = \frac{0.5}{0.1} = 5 \, \text{m/s} \)
3. Phénomènes Ondulatoires
Diffraction
Phénomène d’étalement quand l’onde rencontre une ouverture ou obstacle de taille comparable à λ.
Interférences
Superposition de deux ondes cohérentes → modification de l’amplitude résultante.
Effet Doppler
Changement de fréquence perçue quand source et observateur sont en mouvement relatif.
Formule :
4. Applications Pratiques
Mesure de célérité
Méthode : Mesurer le retard Δt sur une distance d connue
Échographie médicale
Utilisation des ultrasons (f > 20 kHz) :
- Réflexion sur les interfaces
- Mesure des temps de retour
Sismologie
Deux types d’ondes sismiques :
- Ondes P : Longitudinales (plus rapides)
- Ondes S : Transversales (plus lentes)
La différence d’arrivée permet de localiser l’épicentre.
Pingback: مادة الفيزياء شعبة علوم الحياة والارض السنة الثانية بكالوريا 2Bac SVT – موقع التعليم الرائد
Pingback: مادة الفيزياء شعبة علوم الحياة والارض السنة الثانية بكالوريا 2Bac SVT – موقع المدرسة الرائدة