52 [ mustapha erreghyouy ]

الرغيوي مصطفى
إنجاز 2020-08-25 أنصح به 0

Exercices : Propagation d'ondes mécaniques 2 BAC BIOF

Sommaire des Exercices 

  1. Exercices 1 : Propagation d'une onde à la surface de l'eau et Détermination expérimentale de la vitesse de propagation du son.
  2. Exercices 2 :  Les ondes ultrasonores et 'échographie.
  3. Exercices 3 : Onde à la surface libre de l'eau.
  4. Solutions des exercices .

Exercice 1 : 

Durant des séances de travaux pratiques, des élèves on procédé à :

 -l'étude de la propagation d'une onde mécanique progressive périodique à la surface de l'eau;

- La détermination de la vitesse de propagation du son dans la salle de TP;

- La détermination de la longueur d'onde d'une onde lumineuse monochromatique.

1. Propagation d'une onde à la surface de l'eau.

On produit à l'aide d'une plaque (P) d'un vibreur, à la surface libre de l'eau d'une cuve à ondes, les ondes progressives périodiques de fréquence N=10Hz . les onde se propagent sans amortissement ni réflexion. La figure (1) donne l'aspect de la surface de l'eau à un instant donné.

Donnée : d=6cm.

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1.1. Déterminer la valeur de la longueur d'onde  λ.

1.2 Déduire la valeur de la vitesse de propagation v à la surface de l'eau.

1.3 On considère deux points M et P de la surface de l'eau,tel que MP=7cm (figure 1). Calculer le retard temporel τ de la vibration du point P par rapport à M.

2- Détermination expérimentale de la vitesse de propagation du son.

Pour déterminer la vitesse de propagation d'une onde sonore dans la salle de TP, l'enseignant a préparé le montage expérimental de la figure (2) qui comporte :

- deux microphones M1 et M2 séparés par une distance d;

 - un oscilloscope;

- un haut-parleur;

- un GBF réglé à une fréquence N .

la figure (3) donne les oscillogrammes observés pour une distance d1=21cm.

La sensibilité horizontale est Sh=1.0.10-4 s.div-1.

2020-08i15976130791987911033.jpg

2.1. Déterminer la valeur de la période T de l'onde sonore.

2.2. on déplace horizontalement le microphone M2 progressivement par rapport à M1 jusqu'à ce que les deux courbes soient à nouveau en phase . La distance entre les deux microphones est alors d2=41,5cm.

a. Déterminer la valeur de la longueur d'onde λ de l'onde sonore.

b. Calculer la valeur de la vitesse de propagation v du son dans l'aire. 

 Exercice  2.

Les ultrasons au service de la médecine .

L'échographie est une technique d'image médicale utilisant les ondes ultrasonores.

cet exercices se propose de déterminer l'épaisseur du fœtus d'une femme enceinte grâce à l'échographie.

Une sonde d'un appareil d'échographie ,posée sur le ventre d'une femme enceinte,envoie,à un instant de date t=0s, des ondes ultrasonores vers le fœtus (figure 1).L'onde ultrasonore se propage dans le corps de la femme enceinte avec une célérité v, puis s'y réfléchit chaque fois qu'elle change de milieu de propagation. Les signaux réfléchis sont détectés par la sonde.

donnée : on considère que la célérité des sondes ultrasonores dans le corps humain est : v=1540m/s.

1- choisir,parmi les proposition suivantes, l'affirmation juste: 

1-1. Une onde ultrasonore peut se propager :

A.dans le milieu matériel.

B. dans le vide.

C.dans  un milieu matériel et dans le vide.

1.2.dans un milieu non dispersif :

A.la célérité de l'onde dépend de sa fréquence.

B. la célérité de l'onde ne dépend pas de sa fréquence.

C.la longueur d'onde d'une onde dépend de sa fréquence.

2- L'oscillogramme de la figure 2 représente les deux signaux réfléchis captés par la sonde.

On note t1 et t2 les dates auxquelles la sonde reçoit respectivement  le premier et le second signal.

2020-08i1598372586100975196.png

2.1. Expliquer pourquoi la date t2 est supérieure à la date t1.

2.2. Exprimer la distance d1 en fonction de t1 et v.

2.3. Déterminer l'épaisseur d2 du fœtus.

 Exercices 3 

La pointe S d'un vibreur  crée une onde progressive sinusoïdale de fréquence N à la surface libre de l'eau d'une cuve à ondes.

L'onde,ainsi créée,se propage sans amortissement ni  réflexion avec une célérité v=0,25m/s.

La figure ci-contre reproduit l'aspect de la surface de l'eau à un instant t1.

Les lignes circulaires représentent les crêtes.

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  1.  En exploitant la figure ci-contre,déterminer la longueur d'onde λ.
  2.  Trouver la fréquence N de l'onde .
  3.  On considère un point M de la surface de l'eau situé à une distance d=5cm de la surface S. Calculer le retard temporel τ  du mouvement de M par rapport à celui de la source S.  

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Exercices : Propagation d'ondes mécaniques 2 BAC BIOF
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الرغيوي مصطفى

2020-08-16 22:07:03

الرغيوي مصطفى

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