I. Ondes mécaniques progressives
Définition
Onde mécanique progressive
Une onde mécanique progressive est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière mais avec transport d'énergie.
Après le passage de la perturbation, le milieu retrouve sa position initiale, indiquant l'absence de déplacement permanent de matière. L'élongation est une grandeur physique mesurable qui évolue avec le temps. L'amplitude correspond à la déformation maximale par rapport à l'état de repos, témoignant de l'énergie de l'onde.
II. Types d'ondes
Les ondes mécaniques se manifestent sous différentes formes selon la direction de la perturbation par rapport à celle de la propagation.
Définition
Onde transversale
La perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation.
Onde longitudinale
La perturbation est parallèle à la direction de propagation.
III. Ondes mécaniques périodiques
Une onde mécanique périodique se caractérise par sa double périodicité, temporelle et spatiale.
Définition
Périodicité temporelle
La plus petite durée au bout de laquelle la perturbation se répète : T (période) en secondes (s).
Périodicité spatiale
La plus petite distance séparant deux points vibrants en phase : λ (longueur d'onde) en mètres (m).
La vitesse de propagation (v) d'une onde périodique est déterminée par la relation fondamentale v = λ / T ou v = λ · f, où f = 1 / T est la fréquence mesurée en Hertz (Hz).
IV. Ondes sinusoïdales
Une onde sinusoïdale décrit une oscillation régulière et peut être modélisée par la fonction y(t) = A cos(2π/T t + φ). Les paramètres de cette fonction incluent : A, l'amplitude (élongation maximale) ; T, la période ; et φ, la phase initiale indiquant l'état à t = 0.
V. Célérité d’une onde
Définition
Célérité
La célérité (v) est la vitesse de propagation de la perturbation, calculée par v = d / Δt, où d est la distance parcourue et Δt le temps écoulé pour couvrir cette distance.
Cette expression est particulièrement utile dans des applications pratiques, comme la localisation d'une source sismique, en mesurant le temps de trajet des ondes.
A retenir :
Les ondes mécaniques progressives permettent de transmettre de l'énergie à travers un milieu matériel sans déplacer de matière. Elles se déclinent en ondes transversales et longitudinales. Les ondes périodiques exhibent des périodicités temporelle et spatiale fondamentales, liées par la relation v = λ · f. Les ondes sinusoïdales sont des exemples typiques de phénomènes oscillatoires réguliers. Enfin, la célérité des ondes est essentielle pour analyser la vitesse de propagation d'une perturbation, avec des applications réelles comme la détection sismique.
