Ondes sur une corde
La fréquence multipliée par la longueur d'onde donne la célérité ; ajoute une deuxième onde pour voir la superposition et les ondes stationnaires.
Mesures
Ce qui se passe
Une onde progressive se déplace à v = fλ. Quand deux ondes identiques se propagent en sens opposés, elles se superposent : leurs déplacements s'additionnent simplement. On obtient une onde stationnaire : des points appelés nœuds ne bougent jamais, tandis que les ventres oscillent avec une amplitude double. Ici, la corde elle-même est le graphique : le déplacement en fonction de la position, animé dans le temps.
Collège et seconde : signaux et ondes. Lycée (physique-chimie) : ondes progressives périodiques, superposition et ondes stationnaires.
Fais les calculs avec Formules de physique.
Défi
Prédis d'abord : avec deux ondes, combien de nœuds tiennent sur la corde si la longueur d'onde est divisée par deux ? Compte-les avant et après.
Diviser la longueur d'onde par deux double le nombre de nœuds, car il y a un nœud toutes les demi-longueurs d'onde le long de la corde.
Questions fréquentes
- Comment calculer la célérité d'une onde ?
- Elle vaut la fréquence multipliée par la longueur d'onde, v = fλ. Une onde de 2 Hz et de 1,5 m de longueur d'onde avance à 3 m/s.
- Qu'est-ce qu'une onde stationnaire ?
- Deux ondes identiques qui se propagent en sens opposés s'additionnent en une figure qui ne se déplace pas. Les nœuds restent immobiles et les ventres oscillent avec une amplitude double.
- Quelle distance sépare deux nœuds ?
- Une demi-longueur d'onde. Diviser la longueur d'onde par deux double donc le nombre de nœuds.
- Comment trouver la longueur d'onde avec la célérité et la fréquence ?
- On isole λ dans v = fλ : λ = v/f. Un son à 340 m/s de fréquence 512 Hz a λ = 340 / 512 = 0,664 m, et dans une onde stationnaire ses nœuds seraient à 0,332 m l'un de l'autre. Choisis Longueur d'onde ou Distance entre nœuds dans Calculer pour voir chaque étape.