Ondes et son
Onde progressive sur une corde
Appuyez sur Lecture — observez y = A sin(kx − ωt) se propager ; sondez y(t) au centre de la corde.
Onde progressive sur une corde — simulation interactive de Ondes et son. Appuyez sur Lecture — observez y = A sin(kx − ωt) se propager ; sondez y(t) au centre de la corde. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Onde progressive
Une perturbation sinusoïdale se propage le long d'une corde avec une vitesse v = √(T/μ).
Chaque point oscille transversalement tandis que le motif se déplace le long de la corde. Le nombre d'onde k et la pulsation ω sont liés par la relation de dispersion de la corde.
- Onde progressive y = A sin(kx − ωt)
- Vitesse d'onde v = √(T/μ)
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Une corde sous tension fixe transporte une onde progressive. Si vous le conduisez à une fréquence plus élevée, qu’arrive-t-il à la longueur d’onde ?
Des pronostics à peser
- La longueur d'onde devient plus courte - la vitesse de l'onde reste fixe, donc une fréquence plus élevée comprime le motif.
- La longueur d'onde s'allonge à une fréquence plus élevée.
- La longueur d'onde ne change pas avec la fréquence.
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Fréquence d'entraînement f (Hz)
Ce que vous mesurez :
- Vitesse des vagues v (m/s)
- Longueur d'onde λ (m)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage à ondes progressives et appuyez sur Réinitialiser. La tension de la corde (120 N) et la densité linéaire (0.01 kg/m) sont fixes.
- Activez la lecture de la longueur d’onde sur la chaîne.
- Réglez la fréquence d'entraînement pour chaque essai et enregistrez la longueur d'onde une fois que le motif est stable.
Équation gouvernante
Vitesse des vagues sur une corde — v = √(T/μ)
La vitesse à laquelle une onde transversale se déplace le long d'une corde tendue dépend uniquement de la tension et de la masse par unité de longueur de la corde, et non de la fréquence ou de l'amplitude.
Relation d'onde universelle — v = f·λ
Pour toute onde, la vitesse est égale à la fréquence multipliée par la longueur d'onde. Comme v est fixée par la corde, augmenter f oblige λ à diminuer proportionnellement.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez v = √(T/μ) en utilisant T = 120 N et μ = 0.01 kg/m, puis λ = v/f. Comparez les deux au tableau.
- La vitesse de l'onde est la même dans les trois essais. Expliquez, à l'aide de v = fλ, pourquoi doubler la fréquence doit diviser par deux la longueur d'onde.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Si vous augmentiez la tension de la corde au lieu de sa fréquence, la vitesse des vagues augmenterait-elle ou diminuerait-elle ? La longueur d'onde à une fréquence fixe deviendrait-elle plus longue ou plus courte ?
- La vitesse d'une vague dépend du support (tension et densité linéaire ici), et non de la vitesse à laquelle vous secouez la corde. Expliquez pourquoi la fréquence et la vitesse des vagues sont des quantités indépendantes que vous définissez séparément.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Middle School Physical Science — Wave amplitude and energy
- Middle School Physical Science — Waves meeting materials
- Bienvenue dans l'onde progressive
- Sélectionnez la corde
- Appuyez sur Lecture
- Observez le mouvement
- Ouvrez l'Inspecteur
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
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