1. Ondes mécaniques progressives

ΦRésumé du cours

Définitions

Une onde mécanique progressive est la propagation d’une perturbation dans un milieu matériel élastique, avec transport d’énergie mais sans transport de matière.

• Onde transversale : la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation (corde, surface de l’eau).
• Onde longitudinale : la perturbation est parallèle à la direction de propagation (son, ressort comprimé).
• Onde à une dimension (corde), deux dimensions (surface de l’eau), trois dimensions (son dans l’air).

Célérité

v = d / Δt (m/s). Elle dépend du milieu (nature, tension de la corde, température…), pas de la forme de la perturbation. Son dans l’air ≈ 340 m/s.

Retard temporel

Un point M situé à la distance d de la source S reproduit le mouvement de S avec un retard τ = d / v : y_M(t) = y_S(t − τ).

✎Exemples corrigés

?Teste-toi

Clique sur la bonne réponse.

1. Le son est une onde…

   a) transversaleb) longitudinalec) électromagnétique
   Réponse

   b) longitudinale — Les tranches d’air se compriment dans la direction de propagation.

2. Une onde mécanique transporte…

   a) de la matièreb) de l’énergiec) les deux
   Réponse

   b) de l’énergie — Les points du milieu reviennent à leur position.

3. Le retard d’un point à 3 m de la source (v = 300 m/s) vaut…

   a) 0,01 sb) 100 sc) 0,1 s
   Réponse

   a) 0,01 s — τ = d/v.

4. Le son se propage-t-il dans le vide ?

   a) Ouib) Non
   Réponse

   b) Non — Il faut un milieu matériel.

Φملخص الدرس

تعاريف

الموجة الميكانيكية المتوالية هي انتشار اضطراب في وسط مادي مرن، مع نقل الطاقة دون نقل المادة.

• موجة مستعرضة: الاضطراب عمودي على اتجاه الانتشار (حبل، سطح الماء).
• موجة طولية: الاضطراب مواز لاتجاه الانتشار (الصوت، نابض مضغوط).
• موجة ذات بعد واحد (حبل)، أو بعدين (سطح الماء)، أو ثلاثة أبعاد (الصوت في الهواء).

سرعة الانتشار

v = d / Δt (m/s). تتعلق بالوسط (طبيعته، توتر الحبل، درجة الحرارة…)، ولا تتعلق بشكل الاضطراب. سرعة الصوت في الهواء ≈ 340 m/s.

التأخر الزمني

نقطة M توجد على مسافة d من المنبع S تعيد حركة S بـتأخر τ = d / v: y_M(t) = y_S(t − τ).

✎أمثلة محلولة

?اختبر نفسك

اضغط على الجواب الصحيح.

1. الصوت موجة…

   أ) مستعرضةب) طوليةج) كهرمغنطيسية
   الجواب

   ب) طولية — تنضغط شرائح الهواء في اتجاه الانتشار.

2. تنقل الموجة الميكانيكية…

   أ) المادةب) الطاقةج) الاثنين معًا
   الجواب

   ب) الطاقة — تعود نقط الوسط إلى مواضعها.

3. تأخر نقطة على بعد 3 m من المنبع (v = 300 m/s) يساوي…

   أ) 0,01 sب) 100 sج) 0,1 s
   الجواب

   أ) 0,01 s — τ = d/v.

4. هل ينتشر الصوت في الفراغ؟

   أ) نعمب) لا
   الجواب

   ب) لا — يلزم وسط مادي.