〰️ L'onde progressive : la ola de la corde
Dans un stade, la ola fait le tour des tribunes… et pourtant aucun supporter ne quitte son siège ! Une onde, c'est pareil : une perturbation qui voyage sans emporter la matière. Secoue la corde, envoie des impulsions, et vérifie que la coccinelle, elle, se contente de faire du yoyo sur place.
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- La coccinelle (le point M) ne fait que monter et descendre : elle n'avance jamais vers la droite. L'onde transporte de l'énergie, pas de matière.
- Le point M reproduit le mouvement de la source avec un retard τ = x/v : sur le film, la courbe orange est la courbe grise décalée dans le temps.
- La photo y(x) est périodique dans l'espace (sa période est la longueur d'onde λ) ; le film y(t) est périodique dans le temps (sa période est T).
- Avec le ressort, les spires vont et viennent dans la direction de propagation : des compressions et des dilatations avancent. C'est une onde longitudinale, comme le son.
- Modèle idéal : corde sans frottement et très longue, donc sans amortissement ni onde réfléchie.
Expériences à faire
- Double la fréquence sans toucher à la célérité : que devient la longueur d'onde ?
- Change l'amplitude : la célérité de l'onde change-t-elle ? Et la longueur d'onde ?
- Envoie une impulsion et chronomètre-la jusqu'à la coccinelle : retrouves-tu v = d/Δt ?
- Où faut-il placer la coccinelle pour qu'elle bouge exactement comme la source ? Et pour qu'elle fasse toujours l'inverse ?
- Allonge puis raccourcis la durée τ de l'impulsion : la longueur de la bosse sur la corde vaut-elle bien v × τ ?
La physique derrière l'animation
- Une onde mécanique progressive est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel, sans transport de matière mais avec transport d'énergie.
- Onde transversale : les points du milieu bougent perpendiculairement à la direction de propagation (corde). Onde longitudinale : parallèlement (ressort, son).
- Célérité : v = d / Δt. Le point d'abscisse x reproduit le mouvement de la source avec un retard τ = x / v : y(x, t) = ysource(t − x/v).
- Onde périodique sinusoïdale : période T = 1/f et longueur d'onde λ = v × T = v / f, la distance parcourue par l'onde pendant une période.
- Deux points distants d'un multiple de λ vibrent en phase ; deux points distants d'un multiple impair de λ/2 vibrent en opposition de phase.
D'autres animations
Le niveau sonore et les décibels
Approche-toi d'une enceinte de concert ou d'un avion, ajoute des sources, éloigne-toi : décibels, intensité sonore et seuils de danger.
Manipuler →L'image dans un miroir plan
Suis le trajet de la lumière sur un miroir plan : réflexion, image virtuelle, champ de vision… et le miroir qu'il faut pour se voir en entier.
Manipuler →Spectres d'émission et d'absorption
Lampes à hydrogène, sodium, néon… et étoile mystère : compare raies d'émission et raies d'absorption pour identifier les éléments.
Manipuler →Et maintenant, on passe aux choses sérieuses ? 😉
ExpoSinus est un site d'éducation : les jeux et les articles sont là pour donner envie, les cours et les exercices pour progresser vraiment.