TP de Physique : la corde vibrante

Résumé du document

En observant différentes situations telles qu'une rupture brutale de roches en profondeur ou la chute d'un corps à la surface de l'eau, on remarque l'apparition de perturbations à la surface résultant de la propagation d'une perturbation appelée onde.

Rappelons qu'une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle s'illustre par une propagation d'énergie mais pas de matière. Les ondes mécaniques nécessitent un milieu matériel (...)

Extraits

[...] On réalise une régression linéaire, qui nous permet notamment d'obtenir la valeur de la pente de cette courbe et son erreur associée TP 5 : Ondes mécaniques : la corde vibrante 09/03/2010 La régression linéaire, nous donne : Résultats de la Régression Linéaire : Statistiques de la régression Coefficient de détermination multiple 0,996489559 Coefficient de détermination Coefficient de détermination Erreur-type 0,036116959 Observations 13 Coefficients - Erreur-type Constante Variable X 1 De plus, nous savons que la théorie prédit une relation linéaire entre la longueur d'onde et la période, selon la relation : c Avec la célérité de l'onde. Dans le cas d'ondes mécaniques non-dispersives, Celle-ci né dépend pas de la fréquence et donc de la période d'excitation Ƭ. La célérité de l'onde est donc constante ici et correspond à la pente de la courbe. On en déduit donc que : c m.s Sensibilité de la célérité à la tension imposée On rappelle que la valeur de la fréquence en mode Turbo est de 25 Hz, avec une erreur associé de 0,2 Hz. [...]

[...] Le seul paramètre variable dans cette expérience est la fréquence d'excitation. Cette dernière sera déterminée à l'aide du stroboscope. Un stroboscope est une source de lumière intermittente alternant des phases lumineuses et des phases obscures. Il permet d'observer des phénomènes dont la fréquence est trop élevé pour l'œil qui ne perçoit pas la discontinuité. On va donc étudier l'évolution du comportement des longueurs d'onde en fonction des variations de fréquence. La deuxième expérience étudie la sensibilité de la célérité à la tension imposée. [...]

[...] On pouvait ainsi distingué des nœuds de vibration fixes. Cependant, il y a bien propagation d'une onde puisque l'onde stationnaire est la superposition de deux ondes progressives de sens de propagation opposés. Remarque expérience 2 Au cours de cette expérience, nous avons constaté la présence de perturbations sur le fonctionnement du dynamomètre. En effet, lorsque l'on réglait la tension avant de lancer le mode turbo, on a remarqué que la tension initiale était différente à la fin de l'acquisition. La fluctuation oscillait entre 0,1 et 0,2 N. [...]

[...] En faisant varier l'éloignement du moteur on peut ainsi faire varier la tension de la corde qui s'affichera sur le dynamomètre. Il est important que nous étudierons une gamme de tension allant de 0,1 à 1,5 N. Au-delà la corde risque de rompre. Il fera faire attention que pour chaque mesure tout le dispositif soit aligné suivant un même axe pour ne pas faire apparaître de perturbations TP 5 : Ondes mécaniques : la corde vibrante 09/03/2010 Protocole expérimental La première expérience s'appuie sur l'étude de la sensibilité de la longueur d'onde λ en fonction de la fréquence d'excitation. [...]

[...] 1 f On peut également dire que : 1 ln ln ln 1 ln f ln f f 1 f f f f On dérive et on prend la valeur absolue : 4 TP 5 : Ondes mécaniques : la corde vibrante 09/03/2010 On retrouve bien, quelque soit le type de calcul, que . Pour mesurer la longueur d'onde λ, celle-ci étant relativement grande, nous avons mesuré la distance entre deux nœuds. Cette distance correspond donc à une demi-longueur d'onde. [...]