Physique-Chimie · Prépa concours post-bac — Écoles militaires & royales

Ondes mécaniques progressives

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Définition : Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.
Types d'ondes :
- Transversale : La direction de la déformation est perpendiculaire à la direction de propagation (ex: corde).
- Longitudinale : La direction de la déformation est parallèle à la direction de propagation (ex: ressort, son).
Célérité ( $v$ ) : $v = \frac{d}{\Delta t}$ avec $d$ en mètres (m) et $\Delta t$ en secondes (s).
Retard temporel ( $\tau$ ) : Si une onde atteint un point $M$ à l'instant $t_M$ et un point $M'$ à $t_{M'}$ , alors $\tau = t_{M'} - t_M = \frac{MM'}{v}$ .
Relation entre élongations : $y_{M'}(t) = y_M(t - \tau)$ pour $t \geq \tau$ .

Méthodes à maîtriser

Lire un graphique $y = f(t)$ pour déterminer le retard temporel $\tau$ .
Calculer la célérité à partir de la distance entre deux points et le retard temporel.
Tracer l'aspect d'une corde à un instant $t$ donné.

Exemples corrigés

Calcul de vitesse : Une onde parcourt 2 m en 0,1 s. $v = 2 / 0,1 = 20$ m/s.
Relation temporelle : Si $\tau = 0,02$ s, alors le point $M'$ subit le même mouvement que $M$ avec un décalage de 0,02 s.

Erreurs fréquentes

Confondre la vitesse de l'onde (constante) et la vitesse d'un point du milieu (variable).
Oublier que le milieu doit être matériel (l'onde mécanique ne se propage pas dans le vide).
Se tromper dans le signe du retard temporel : le point le plus éloigné de la source est toujours atteint en dernier.

L'essentiel du cours

Définition : Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.
Types d'ondes :
- Transversale : La direction de la déformation est perpendiculaire à la direction de propagation (ex: corde).
- Longitudinale : La direction de la déformation est parallèle à la direction de propagation (ex: ressort, son).
Célérité ($v$) : $v = \frac{d}{\Delta t}$ avec $d$ en mètres (m) et $\Delta t$ en secondes (s).
Retard temporel ($\tau$) : Si une onde atteint un point $M$ à l'instant $t_M$ et un point $M'$ à $t_{M'}$, alors $\tau = t_{M'} - t_M = \frac{MM'}{v}$.
Relation entre élongations : $y_{M'}(t) = y_M(t - \tau)$ pour $t \geq \tau$.

Méthodes à maîtriser

Lire un graphique $y = f(t)$ pour déterminer le retard temporel $\tau$.
Calculer la célérité à partir de la distance entre deux points et le retard temporel.
Tracer l'aspect d'une corde à un instant $t$ donné.

Exemples corrigés

Calcul de vitesse : Une onde parcourt 2 m en 0,1 s. $v = 2 / 0,1 = 20$ m/s.
Relation temporelle : Si $\tau = 0,02$ s, alors le point $M'$ subit le même mouvement que $M$ avec un décalage de 0,02 s.

Erreurs fréquentes

Confondre la vitesse de l'onde (constante) et la vitesse d'un point du milieu (variable).
Oublier que le milieu doit être matériel (l'onde mécanique ne se propage pas dans le vide).
Se tromper dans le signe du retard temporel : le point le plus éloigné de la source est toujours atteint en dernier.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

Tu as appris les sciences en arabe ? Touche un mot pour voir sa traduction et une explication en darija.

La question que tu n'oses pas poser en classe ? Pose-la à UstadZéro jugement, même en darija, même à minuit. Il t'explique pas à pas et corrige ta démarche. Gratuit.Commencer gratuitement

Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Ondes mécaniques progressives

1/4

Une onde mécanique peut se propager dans :

❓ Questions fréquentes

Est-ce que la matière se déplace avec l'onde ?

Non, l'onde mécanique transporte de l'énergie mais pas de matière. Les points du milieu oscillent autour de leur position d'équilibre sans changer de place définitivement.

💡 À retenir : L'onde transporte de l'énergie, pas de la matière.

Kifach n7seb l'vitesse ila 3tani l'graphique dyal y(t)?

حدد التأخر الزمني $\tau$ من خلال المسافة بين ذروتي المنحنيين (أو نقطتين مماثلتين).
استعمل العلاقة $v = \frac{d}{\tau}$ حيث $d$ هي المسافة بين النقطتين $M$ و $M'$ .

💡 À retenir : $v = d / \tau$ .

حدد التأخر الزمني $\tau$ من خلال المسافة بين ذروتي المنحنيين (أو نقطتين مماثلتين).
استعمل العلاقة $v = \frac{d}{\tau}$ حيث $d$ هي المسافة بين النقطتين $M$ و $M'$.

💡 À retenir : $v = d / \tau$.

Est-ce que la célérité dépend de l'amplitude de l'onde ?

Dans un milieu non dispersif, la célérité ne dépend pas de l'amplitude de l'onde, mais seulement des propriétés physiques du milieu (densité, tension, etc.).

💡 À retenir : La célérité est une caractéristique du milieu.

Chno hiya l'far9 bin l'onda transversale o l'longitudinale ?

Transversale : L'ihtizaz 3amoudi 3la l'ittijah dyal l'intichar (ex: l'corde).
Longitudinale : L'ihtizaz mوازي (parallèle) l'ittijah dyal l'intichar (ex: l'ressort).

💡 À retenir : La direction de la déformation définit le type d'onde.

Pourquoi l'onde s'amortit-elle ?

L'amortissement est dû à la dissipation d'énergie sous forme de chaleur lors de la propagation dans le milieu.

💡 À retenir : L'énergie diminue à cause des frottements internes.

Wash l'onda mécanique katmcha f'l'vide ?

La, l'onda mécanique kats7a9 wasat madi (solide, liquide, aw ghaz) bach t'intichar.

💡 À retenir : Pas de milieu matériel = pas d'onde mécanique.

Comment déterminer le retard temporel sur un graphe ?

Il suffit de mesurer l'écart horizontal entre deux points correspondants (par exemple, le passage par zéro ou le maximum) sur les deux courbes $y_M(t)$ et $y_{M'}(t)$ .

💡 À retenir : $\tau = t_{M'} - t_M$ .

Il suffit de mesurer l'écart horizontal entre deux points correspondants (par exemple, le passage par zéro ou le maximum) sur les deux courbes $y_M(t)$ et $y_{M'}(t)$.

💡 À retenir : $\tau = t_{M'} - t_M$.

Est-ce que la célérité change si on change la tension d'une corde ?

Oui, pour une corde, la célérité dépend de la tension $T$ et de la masse linéique $\mu$ ( $v = \sqrt{T/\mu}$ ). Plus la tension est grande, plus la célérité augmente.

💡 À retenir : $v$ dépend des propriétés du milieu.

Oui, pour une corde, la célérité dépend de la tension $T$ et de la masse linéique $\mu$ ($v = \sqrt{T/\mu}$). Plus la tension est grande, plus la célérité augmente.

💡 À retenir : $v$ dépend des propriétés du milieu.

Kifach n3ref wach l'milieu modadid (dispersif) ?

Un milieu est dispersif si la célérité de l'onde dépend de sa fréquence. Si $v$ change quand la fréquence change, alors le milieu est dispersif.

💡 À retenir : Milieu dispersif $\iff v$ dépend de la fréquence.

Un milieu est dispersif si la célérité de l'onde dépend de sa fréquence. Si $v$ change quand la fréquence change, alors le milieu est dispersif.

💡 À retenir : Milieu dispersif $\iff v$ dépend de la fréquence.

Qu'est-ce qu'une onde progressive ?

C'est une onde qui se propage de proche en proche dans un milieu à partir d'une source, sans retour en arrière.

💡 À retenir : Propagation continue sans réflexion.

Est-ce que tous les points du milieu bougent en même temps ?

Non, les points sont atteints successivement par l'onde. Le point le plus proche de la source est atteint en premier.

💡 À retenir : Il y a un décalage temporel $\tau$ .

Non, les points sont atteints successivement par l'onde. Le point le plus proche de la source est atteint en premier.

💡 À retenir : Il y a un décalage temporel $\tau$.

Quelle est l'unité de la célérité dans le système international ?

L'unité est le mètre par seconde (m/s).

💡 À retenir : $v$ en m/s, $d$ en m, $t$ en s.

L'unité est le mètre par seconde (m/s).

💡 À retenir : $v$ en m/s, $d$ en m, $t$ en s.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Une onde se propage le long d'une corde tendue. La source $S$ commence à vibrer à $t=0$ . Le point $M$ situé à $d=2$ m de $S$ est atteint par l'onde à $t=0,2$ s.

Calculer la célérité $v$ de l'onde.
À quel instant $t'$ le point $M'$ situé à $d'=3$ m de $S$ sera-t-il atteint ?

Exercice 1

Une onde se propage le long d'une corde tendue. La source $S$ commence à vibrer à $t=0$. Le point $M$ situé à $d=2$ m de $S$ est atteint par l'onde à $t=0,2$ s.

Calculer la célérité $v$ de l'onde.
À quel instant $t'$ le point $M'$ situé à $d'=3$ m de $S$ sera-t-il atteint ?

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Un ressort subit une onde longitudinale. La célérité est $v=5$ m/s. Le retard entre deux points $A$ et $B$ est $\tau = 0,1$ s.

Calculer la distance $AB$ .
Si on augmente la tension du ressort, comment varie la célérité ?

Exercice 2

Un ressort subit une onde longitudinale. La célérité est $v=5$ m/s. Le retard entre deux points $A$ et $B$ est $\tau = 0,1$ s.

Calculer la distance $AB$.
Si on augmente la tension du ressort, comment varie la célérité ?

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

Une onde se propage sur une corde. Le graphe $y(t)$ montre que le point $M$ est atteint à $t_M = 0,05$ s et le point $M'$ à $t_{M'} = 0,15$ s. La distance $MM' = 0,5$ m.

Calculer le retard temporel $\tau$ .
Calculer la célérité $v$ .

Exercice 3

Une onde se propage sur une corde. Le graphe $y(t)$ montre que le point $M$ est atteint à $t_M = 0,05$ s et le point $M'$ à $t_{M'} = 0,15$ s. La distance $MM' = 0,5$ m.

Calculer le retard temporel $\tau$.
Calculer la célérité $v$.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Un prof de Physique-Chimie pour aller plus loin

Les cours du soir avec des profs vérifiés arrivent : inscris-toi pour être prévenu(e) en premier.

Être prévenu(e) gratuitement

Autres chapitres de Physique-Chimie

Ondes mécaniques progressives périodiques Propagation d'une onde lumineuse Décroissance radioactive Noyaux, masse et énergie Le dipôle RC Le dipôle RL Circuit RLC série (oscillations libres)Ondes électromagnétiques et modulation d'amplitude Les lois de Newton Chute verticale d'un solide Mouvements plans (Projectiles et particules chargées)Mouvement des satellites et des planètes Rotation d'un solide autour d'un axe fixe Systèmes mécaniques oscillants Aspects énergétiques des oscillations mécaniques L'atome et la mécanique de Newton Transformations lentes et rapides d'un système chimique Suivi temporel d'une réaction - Vitesse de réaction Transformations chimiques s'effectuant dans les deux sens État d'équilibre d'un système chimique Transformations liées aux réactions acide-base Évolution spontanée d'un système chimique Transformations spontanées dans les piles et production d'énergie Transformations forcées (Électrolyse)Réactions d'estérification et d'hydrolyse Contrôle de l'évolution des systèmes chimiques