Quiz: Les ondes mécaniques : principes et applications — 12 perguntas

1. Que représente le retard de propagation d’une onde entre une source et un point M ?

A. La vitesse de déplacement du milieu

B. La période du mouvement de la source

C. La distance séparant la source et M

D. Le temps mis par l’ébranlement pour atteindre M

Answer: (D)

Explicação

Le retard de propagation est le temps nécessaire pour que l’ébranlement parcoure la distance entre la source et le point considéré. Il vaut  theta=x/v.

2. En négligeant l’amortissement, quelle relation relie le déplacement du point M à celui de la source ?

A. y_M(t)=y_S(t) theta

B. y_M(t)=y_S(x-vt)

C. y_M(t)=y_S(t+ theta)

D. y_M(t)=y_S(t- theta)

Answer: (D)

Explicação

Le point M reproduit le mouvement de la source avec un retard, donc y_M(t)=y_S(t- theta). La forme avec un décalage positif correspondrait à une avance, ce qui est incorrect ici.

3. Dans une onde longitudinale, comment se déplace la matière par rapport à la direction de propagation ?

A. Dans le même sens que la direction de propagation

B. Sans aucun déplacement local

C. En tournant autour de la source

D. Perpendiculairement à la direction de propagation

Answer: (A)

Explicação

Dans une onde longitudinale, la matière se déplace temporairement dans la même direction que l’onde. La direction perpendiculaire caractérise au contraire une onde transversale.

4. Quelle affirmation décrit correctement une onde sonore ?

A. C’est une onde électromagnétique qui se propage dans le vide

B. C’est une onde mécanique progressive perceptible par audition

C. C’est une perturbation de surface se propageant en rides

D. C’est une onde mécanique transversale associée aux séismes

Answer: (B)

Explicação

Une onde sonore est une onde mécanique progressive produite par une source et perceptible par l’ouïe. Elle ne se propage pas dans le vide.

5. En lumière stroboscopique, que conclure si la période d’éclairement vaut exactement pT ?

A. Les rides paraissent se déplacer vers la source

B. Les rides disparaissent complètement

C. Les rides paraissent se déformer fortement

D. Les rides paraissent immobiles et concentriques

Answer: (D)

Explicação

Si T_e=pT, l’éclairage tombe toujours sur la même phase du phénomène, ce qui donne une impression d’immobilité. Un léger écart à pT crée au contraire un mouvement apparent.

6. Que sont les rides observées à la surface de l’eau autour d’une source ponctuelle ?

A. Des variations de pression dans le vide

B. Des oscillations uniquement verticales du fluide

C. Des ondes rectilignes se déplaçant sans courbure

D. Des perturbations circulaires centrées sur la source

Answer: (D)

Explicação

Une onde circulaire à la surface de l’eau se propage en rides concentriques centrées sur la source ponctuelle. Les autres propositions ne correspondent pas à cette géométrie.

7. Deux points de la corde sont en phase avec la source si leur distance à la source vaut :

A. x=k lambda

B. x=(k+ frac{1}{2}) lambda

C. x=(2k+1) lambda

D. x=(k+ frac{1}{4}) lambda

Answer: (A)

Explicação

En phase, le déphasage vaut 2k pi, ce qui conduit à x=k lambda. La position x=(k+ frac{1}{2}) lambda correspond au contraire à l’opposition de phase.

8. Quelle relation lie la longueur d’onde, la vitesse de propagation et la période de la source ?

A. v= lambda times T^2

B. T=v/ lambda

C.  lambda=v/T

D. v= lambda/T

Answer: (D)

Explicação

La relation fondamentale est  lambda=vT, donc de façon équivalente v= lambda/T. Elle relie la distance parcourue pendant une période à la vitesse de l’onde.

9. Qu’est-ce qu’une onde mécanique progressive ?

A. La propagation d’un ébranlement dans un milieu sans transport global de matière

B. La propagation d’une vibration uniquement dans le vide

C. Le déplacement permanent des particules du milieu dans le sens de l’onde

D. Le transport d’une matière d’un point à un autre sans déformation

Answer: (A)

Explicação

Une onde mécanique progressive correspond à la propagation d’un ébranlement dans un milieu, sans transport global de matière. Les autres propositions confondent propagation d’onde et déplacement de matière.

10. Dans l’étude des séismes, quelle association est correcte ?

A. Onde P transversale et onde S longitudinale

B. Onde P et onde S toutes deux longitudinales

C. Onde P et onde S toutes deux transversales

D. Onde P longitudinale et onde S transversale

Answer: (D)

Explicação

Les ondes P sont longitudinales et les ondes S sont transversales. C’est l’association classique à retenir pour les séismes.

11. Que désigne la sinusoïde du temps pour une onde progressive ?

A. La représentation du front d’onde à une date donnée

B. L’étude de la variation de y_M(x,t_0) lorsque le temps est fixé

C. L’étude de la variation de y_M(x_0,t) lorsque la position est fixée

D. La comparaison de deux sources distinctes

Answer: (C)

Explicação

La sinusoïde du temps consiste à fixer une position x_0 et à observer l’évolution temporelle y_M(x_0,t). La sinusoïde des espaces, elle, fixe le temps.

12. Quel déphasage correspond à une quadrature entre la vibration de M et celle de la source ?

A. Un déphasage de  lambda/2

B. Un déphasage de deux périodes

C. Un déphasage d’un quart de période

D. Un déphasage nul

Answer: (C)

Explicação

La quadrature correspond à un déphasage d’un quart de période, soit  pm  lambda/4 selon le sens du retard ou de l’avance. Un déphasage nul correspondrait à une vibration en phase.