BAC 2004 Polynésie Spécialité Exercice 3:Ondes le long d'une corde

BAC 2004 Polynésie Spécialité Exercice 3:Ondes le long d'une corde
Calculatrice autorisée 1. Lorsqu'on observe un système de fuseaux stables, c'est qu'il y a un
système d'ondes stationnaires.
2. a) Si il y a un seul fuseau la corde vibre suivant son mode fondamental
de vibration.
On a alors L = (/2 donc ( = 2L = 2,0 m
2.b) ( = v / f donc v = (.f = 2,0(50 = 1,0.102 m.s-1
2.c) v = [pic]
La masse linéique a pour expression µ = [pic] où m est la masse de la
corde.
donc v = [pic]= [pic]
Il faut déterminer l'expression de T la valeur de la tension de la corde.
Le système masse M suspendue est immobile dans le référentiel du
laboratoire considéré galiléen.
La masse M subit son poids et la tension du fil.
D'après le principe d'inertie P = T donc T = M.g
v = [pic]
v² = [pic]
m = [pic]
m = [pic]
m = 0,002 kg soit m = 2 g
3.a) v = (.f or L = n. [pic] soit ( = [pic] donc v = [pic].f où
L et f sont constantes.
Si le nombre n de fuseaux augmente alors la célérité v diminue.
On a établi précédemment l'expression de la célérité v = [pic] où g, L, m
sont constantes.
Pour que v diminue, il faut que M diminue. 3.b) Raisonnons sur trois fuseaux. On voit qu'un point situé au milieu de
la corde vibre avec une amplitude maximale. Ce point constitue un ventre de
vibration.
4.a) M' = [pic]
v' = [pic]
v' = [pic][pic]
v' = [pic]v
v' = 50 m.s-1 b) (' = v' / f
(' = 1,0 m c) On constate que L = ('
On observe 2 fuseaux.
d) Si on laisse l'aimant au centre de la corde, il sera situé sur un n?ud
de vibration.
Il faut donc le déplacer et le placer soit à ¼ de la corde, soit au ¾ de la
corde, ainsi l'aimant sera au niveau d'un ventre de vibration.
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L [pic] [pic]