① Onde mécanique progressive
🌊 ① Onde mécanique progressive
📌 Définitions préalables :
- Perturbation : variation d’une propriété mécanique (position, vitesse, énergie) d’une partie d’un milieu matériel.
- Milieu élastique : milieu compressible et expansible, capable de reprendre sa forme initiale après le passage de la perturbation.
🧪 Activité 1 : Propagation d’une perturbation dans différents milieux élastiques
📌 Expériences : corde, ressort, eau – une perturbation se propage dans le milieu élastique.
❶ Que se passe-t-il ? On observe que la perturbation (déformation) se propage à travers le milieu élastique : le long de la corde, le long du ressort, sur la surface de l’eau.
❷ Décrire les phénomènes observés
| Expérience | Milieu | Direction de la perturbation | Direction de propagation | Type d’onde |
|---|---|---|---|---|
| ① Corde | Corde élastique tendue | Verticale (secousse verticale) | Horizontale (le long de la corde) | Transversale |
| ② Ressort | Ressort élastique (spires) | Horizontale (compression / dilatation des spires) | Horizontale (le long du ressort) | Longitudinale |
| ③ Eau | Surface d’eau (liquide élastique) | Verticale (déplacement vertical des molécules d’eau) | Horizontale (circulaire à partir du point d’impact) | Transversale (à la surface) |
✔️ Remarque : Pour l’eau, les molécules se déplacent verticalement tandis que l’onde se propage horizontalement → onde transversale.
❸ La propagation de l’onde est-elle accompagnée du transport de matière ?
✔️ On observe que les points du milieu se déplacent pendant le passage de la perturbation puis reviennent à leur position initiale.
➜ Conclusion : la propagation de l’onde n’est pas accompagnée du transport de matière. Seule l’énergie se propage.
Phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel élastique
✔️ sans transport de matière
✔️ avec transport d’énergie.
Une onde est dite progressive si elle se propage en s’éloignant de la source.
🔄 Onde transversale : la direction de la perturbation du milieu est perpendiculaire à la direction de propagation.
Exemple : onde le long d’une corde élastique (perturbation verticale, propagation horizontale).
🔄 Onde longitudinale : la direction de la perturbation est parallèle à la direction de propagation (compressions et dilatations).
Exemple : onde sonore, onde de compression dans un ressort.
- Onde sur une corde
- Onde à la surface de l’eau (vague)
- Ondes électromagnétiques (lumière)
- Onde sonore dans l’air
- Onde de compression dans un ressort
- Ondes sismiques P
💡 Différence essentielle :
- Onde transversale : la déformation est perpendiculaire à la direction de propagation (crêtes et creux).
- Onde longitudinale : la déformation est parallèle à la direction de propagation (zones de compression et de dilatation).
🔁 Retour à l’équilibre : après le passage de l’onde, chaque point du milieu élastique retrouve sa position initiale.
🌀 L’énergie se propage : la perturbation transfère de l’énergie d’une région à une autre, sans déplacement permanent de matière.
❓ Question 1 : Une onde se propageant le long d’une corde est-elle transversale ou longitudinale ?
❓ Question 2 : L’onde sonore dans l’air est-elle transversale ou longitudinale ?
❓ Question 3 : Que transporte une onde mécanique ?
❓ Question 4 : Un milieu élastique doit être … ?