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Equipement nécessaire :
-
Cuve à ondes, générateur d'ondes et source lumineuse
-
Excitateur ondes planes
-
Règle
But
Le but de cette activité est d'illustrer la relation entre vitesse d'onde et fréquence (v=f.l, avec v la vitesse de
propagation de l'onde, f la fréquence et l la longueur d'onde) et entre vitesse d'onde et profondeur.
Théorie
Pour une onde transversale, la longueur d'onde est la distance d'un point sur une onde au point identique sur l'onde
suivante. La fréquence est le nombre d'ondes par unité de temps. La période (temps séparant deux ondes) est l'inverse
de la fréquence. Tout comme la vitesse moyenne est la distance divisée par le temps, la vitesse d'onde est la longueur
d'onde divisée par la période ou bien la longueur d'onde multipliée par la fréquence. (Voir figure 6.1)
Installation :
1.
Monter la source lumineuse sur sa tige à l'arrière de la cuve à ondes
2.
Verser un petit peu d'eau dans le réservoir et ajuster les pieds pour ajuster le niveau. Ajouter ensuite entre 600
et 800 mL d'eau
3.
Utiliser un statif de laboratoire pour maintenir le générateur d'ondes et relier la source lumineuse au boîtier
de contrôle.
4.
Fixer l'excitateur ondes planes au générateur d'onde et ajuster la hauteur du générateur de sorte que
l'excitateur d'ondes planes soit légèrement en contact avec la surface de l'eau (voir figure 6.2)
5.
Placer une feuille de papier sous la cuve à ondes.
Protocole :
1.
Allumer le générateur d'ondes et la source lumineuse en mode stroboscope. Ajuster la fréquence à 5 Hz et
l'amplitude de manière à bien visualiser l'onde.
2.
Mesurer la distance de 5 longueurs d'onde
3.
Choisir une nouvelle fréquence et répéter la mesure de distance. Répéter cette opération pour 5 fréquences
différentes.
4.
Calculer la longueur d'onde correspondante à chaque fréquence.
5.
En déduire alors la vitesse d'onde et la vitesse d'onde moyenne.
Fréquence (Hz)
l(m)
v (m/s)
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5 Hz
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Vitesse d'onde
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