Physique
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Propagation des ondes mécaniques
Ondes mécaniques
Propagation des ondes mécaniques
Définition
Une onde mécanique est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel, sans transport de matière, mais avec transport d'énergie.
Conditions de propagation
- Nécessite un milieu matériel (solide, liquide ou gaz)
- Ne se propage pas dans le vide
- La matière oscille autour de sa position d'équilibre puis y revient
Types d'ondes
Onde transversale
La perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation.
Exemples : vagues à la surface de l'eau, onde le long d'une corde
Onde longitudinale
La perturbation est parallèle à la direction de propagation.
Exemples : ondes sonores, ondes de compression dans un ressort
Célérité
La célérité $v$ est la vitesse de propagation de l'onde :
$$ v = \frac{d}{\tau} $$
- $d$ : distance parcourue par l'onde (m)
- $\tau$ : durée (retard) de propagation (s)
- $v$ en m·s⁻¹
Facteurs influençant la célérité
La célérité dépend du milieu et de ses propriétés (élasticité, densité, température).
| Milieu | Célérité du son |
|---|---|
| Air (20°C) | $\approx 340$ m·s⁻¹ |
| Eau | $\approx 1500$ m·s⁻¹ |
| Acier | $\approx 5000$ m·s⁻¹ |
Retard
Le retard $\tau$ est le temps mis par la perturbation pour atteindre un point situé à la distance $$ \tau = \frac{d}{v} $$0 :
$$ \tau = \frac{d}{v} $$