LES ONDES MÉCANIQUES PROGRESSIVES

I- Les ondes mécanique progressives :

1- Définition :

Une onde progressive est une série d’ébranlements identiques résultant d’une vibration entretenue de la source de l’onde.

2- Exemple :

En faisant tomber l’eau successivement à la surface libre d’une eau, goutte par goutte, à l’aide d’un robinet on obtient une onde mécanique progressive.

3- Exemples d’ondes mécanique transversales :

A- Propagation d’une onde mécanique le long d’une corde :

On utilise une corde élastique tendue horizontalement et on provoque à l’une de ses extrémités une perturbation verticale.

On constate que la perturbation se propage le long de la corde (milieu unidimensionnel) comme l’indique la figure suivante :

En général la propagation d’une onde mécanique nécessite un milieu matériel (gaz, liquide ou solide). Dans la cas précédent, la corde qui est milieu de propagation est un milieu matériel, donc la perturbation est une onde mécanique.

– Chaque M, lorsque l’onde l’atteint se déplace verticalement (perpendiculairement) à la direction de propagation : il s’agit donc d’une onde transversale.

– Après le passage de l’onde chaque point M de la corde reste à sa place, donc lors de sa propagation l’onde ne transporte pas la matière mais elle transporte l’énergie.

B- Propagation d’une onde mécanique à la surface de l’eau:

On provoque une onde circulaire à la surface de l’eau qui en jetant une pierre dans l’eau (milieu bidimensionnel).

On constate que le morceau de liège placé à la surface de l’eau lorsque l’onde l’atteint se déplace verticalement et il reste à sa place après le passage de l’onde : donc il s’agit d’une onde mécanique transversale.

4- Vitesse de propagation d’une onde :

A- Définition :

La vitesse de propagation d’une onde (nommée célérité) est égale à la distance parcourue au temps mis à la parcourir.

v = d/Δt en (m/s)

B- Cas de propagation le long d’une corde :

La vitesse de propagation d’une onde le long d’une corde est donnée par la relation suivante :

5- Notion de retard temporaire :

Chaque point 𝑀 du milieu de propagation est atteint par l’onde émise par la source S à l’instant t = 0
avec un retard temporaire 𝜏 = 𝑆𝑀/𝑣.
C’est-à-dire que tout point 𝑀 répète le même mouvement de la source S avec un retard : 𝜏 = 𝑆𝑀/𝑣.
𝑣 : étant la vitesse de propagation de l’onde.
La relation entre l’élongation d’un point 𝑀 du milieu de propagation et celle de la source est :
y_𝑀(t) = y_𝑆(t – 𝜏) avec : 𝜏 = 𝑆𝑀/𝑣.
Remarque :

Lorsque deux ondes mécaniques se croisent elles se superposent sans se perturber. (Leurs amplitudes s’ajoutent algébriquement) et après leur croisement chaque onde reprend sa forme propre et continue sa propagation avec sa même vitesse.