Exercitations - sciences physisques - Ondes le long d'une corde - correction, Exercices de Chimie Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 avril 2014

Exercitations - sciences physisques - Ondes le long d'une corde - correction, Exercices de Chimie Physique

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Exercitations de sciences physisques sur les ondes le long d'une corde - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La masse linéique, Raisonnons sur trois fuseaux.
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BAC 2004 Polynésie Spécialité Exercice 3:Ondes le long d'une corde

BAC 2004 Polynésie Spécialité Exercice 3:Ondes le long d'une corde Calculatrice autorisée

1. Lorsqu'on observe un système de fuseaux stables, c'est qu'il y a un système d'ondes stationnaires.

2.a) Si il y a un seul fuseau la corde vibre suivant son mode fondamental de vibration.

On a alors L = /2 donc  = 2L = 2,0 m

2.b)  = v / f donc v = .f = 2,050 = 1,0.102 m.s–1

2.c) v = 

T

La masse linéique a pour expression µ = L

m où m est la masse de la corde.

donc v =

L

m

T =

m

LT.

Il faut déterminer l'expression de T la valeur de la tension de la corde.

Le système masse M suspendue est immobile dans le référentiel du laboratoire considéré galiléen.

La masse M subit son poids et la tension du fil.

D'après le principe d'inertie P = T donc T = M.g

v = m

LgM ..

v² = m

LgM ..

m = 2

..

V

LgM

m = )²10.0,1(

0,1102 2



m = 0,002 kg soit m = 2 g

3.a) v = .f or L = n. 2

 soit  =

n

L2 donc v =

n

L2 .f où L et f sont constantes.

Si le nombre n de fuseaux augmente alors la célérité v diminue.

On a établi précédemment l'expression de la célérité v = m

LgM .. où g, L, m sont constantes.

Pour que v diminue, il faut que M diminue.

3.b) Raisonnons sur trois fuseaux. On voit qu'un point situé au milieu de la corde vibre avec une amplitude

maximale. Ce point constitue un ventre de vibration.

4.a) M' = 4

M

v' = Lg m

M ..

.4

v' = . 2

1 Lg

m

M ..

v' = . 2

1 v

v' = 50 m.s–1

b) ' = v' / f

' = 1,0 m

c) On constate que L = '

On observe 2 fuseaux.

d) Si on laisse l'aimant au centre de la corde, il sera situé sur un nœud de vibration.

Il faut donc le déplacer et le placer soit à ¼ de la corde, soit au ¾ de la corde, ainsi l'aimant sera au niveau

d'un ventre de vibration.

L

2

'

2

'

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