Physique – Chimie · 2 Bac

Les ondes mécaniques progressives

Ondes transversales et longitudinales, célérité de propagation, retard temporaire et onde progressive.

Les ondes mécaniques

1. Définition

Une onde mécanique est la propagation d’une perturbation dans un milieu matériel élastique, sans transport de matière.
Elle transporte de l’énergie, pas de matière.

2. Deux types d’ondes

Transversale : la déformation est perpendiculaire à la direction de propagation.
Longitudinale : la déformation est parallèle à la direction de propagation.

3. Exemples d’ondes transversales

Milieu	Observation
Corde tendue (1D)	Une perturbation verticale à une extrémité se propage le long de la corde ; chaque point M oscille verticalement puis reste à sa place.
Surface de l’eau (2D)	Un caillou jeté produit des ondes circulaires ; un morceau de liège monte et descend sans se déplacer.

🪢 Emplacement image — propagation d’une onde le long d’une corde (points S et M)

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💧 Emplacement image — ondes circulaires à la surface de l’eau avec morceau de liège

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4. Exemples d’ondes longitudinales

Milieu	Observation
Ressort tendu (1D)	Une compression brusque se propage parallèlement à la direction de propagation.
Le son (3D)	Onde longitudinale nécessitant un milieu matériel (air, liquide, solide) ; ne se propage pas dans le vide.

🌀 Emplacement image — compression/dilatation d’un ressort

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🔊 Emplacement image — propagation du son (compression/dilatation de l’air)

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Vitesse de propagation (célérité)

Définition : v = d / Δt (en m/s)

Cas d’une corde tendue : v = √(T/μ), avec μ = m/L (masse linéique, en kg/m), T : tension (en N)

Exercice d’application

Corde de masse m = 100 g, longueur l = 8 m, tension T = 5 N.

μ = m/l = 0,1/8 = 0,0125 kg/m
v = √(T/μ) = √(5/0,0125) = 20 m/s
Δt = l/v = 8/20 = 0,4 s

III

Retard temporaire

Chaque point M est atteint par l’onde avec un retard : τ = SM / v
Le point M répète le mouvement de la source avec ce retard : yM(t) = yS(t − τ)

Remarque : quand deux ondes se croisent, elles se superposent sans se perturber (leurs amplitudes s’ajoutent), puis chacune reprend sa forme propre et continue sa propagation avec la même vitesse.

🔀 Emplacement image — superposition de deux ondes se croisant

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Onde progressive

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

Exemple : gouttes d’eau tombant successivement sur une surface d’eau.

💧 Emplacement image — gouttes d’eau créant une onde progressive

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Physique – Chimie · 2 Bac

Les ondes mécaniques progressives

Ondes transversales et longitudinales, célérité de propagation, retard temporaire et onde progressive.