Examen Intra 1

Question 1

Oscillation (définition)

Answer 1

1. Un mouvement périodique qui se répète à intervalles réguliers.
2. Une fluctuation périodique d’une grandeur physique X (la valeur varie sur une période de temps) au-dessus et au-dessous d’une certaine valeur d’équilibre, ou valeur centrale

Question 2

Oscillation mécanique

Answer 2

Un corps subit un déplacement linéaire ou angulaire (pendule) par rapport à la position d’équilibre

Question 3

Oscillation harmonique simple, trois conditions

Answer 3

1. Il doit y avoir un point d’équilibre vers lequel la grandeur a tendance à revenir.
2. L’amplitude doit demeurer constante (il n’y a pas de perte d’énergie.
3. L’équation différentielle caractérisant une oscillation harmonique simple est: donc ax = -w^2x, l’accélération doit être proportionne;;e et de sens opposé à la position.

Question 4

L’accélération doit être proportionnelle..

Answer 4

Et de sens opposé à la position

Question 5

Exemple d’object qui ne font pas des oscillations harmoniques simples

Answer 5

Le pendule double, et une courbe où l’exposant est relié aux frottement

Question 6

Trois exemples de grandeurs X de l’équation

Answer 6

Question 7

Dire les paramètres de chaque symbole dans l’équation de la position linéaire

Answer 7

Question 8

Qu’est-ce que oméga

Answer 8

Déplacement angulaire (du cercle décrivant l’oscillation) par seconde

Question 9

qu’est-ce que la fréquence

Answer 9

Nombre d’oscillations complètes par seconde

Question 10

Qu’est-ce que la période

Answer 10

Temps pris pour faire une oscillation complète

Question 11

Sur un graphique où on a position, vitesse et accélération:
1. Quand la position est nulle
2. Quand la position est maximale

Answer 11

1. Quand la position est nulle, la vitesse est maximale en module (positif ou négatif) et l’accélération est nulle.
2. Quand la position est maximale, la vitesse est nulle et l’accélération est maximale en module.

Question 12

La force exercée par un ressort idéal est

Answer 12

Conservative. En l’absence de frottement, l’énergie mécanique est constante

Question 13

Quelle est l’équation différentielle caractérisant un pendule simple

Answer 13

Question 14

Quelle est la solution de l’équation différentielle d’un pendule

Answer 14

Amplitude en rad et position angulaire en rad

Question 15

Quand il y a de la résonance

Answer 15

Il y a de la résonance lorsqu’un système oscillant est entraîné par une force périodique dont la fréquence est proche de la fréquence propre du système. Le phénomène de résonance s’observe PARTOUT. Tous les objets possèdent une fréquence propre. Une peau de tambour, une coupe de vin, un pont, une corde de guitare

Question 16

Dans la vidéo montrant un jeune garçon tentant de casser une coupe de vin avec sa voix : comment le jeune s’y est pris pour parvenir à son but et ainsi réussir à faire éclater la coupe ? Expliquez en quelques lignes en utilisant quelques concepts/mots vus dans la vidéo sur les oscillations forcées

Answer 16

Question 17

Tout oscillateur harmonique simple, mécanique ou non, a les caractéristiques suivantes:

Answer 17

1. L’amplitude A est constante (l’oscillation est simple).
2. La fréquence et la période sont indépendantes de l’amplitude; pour un même système, les grandes oscillations ont la même période que les oscillations plus petites
3. La dépendance en fonction du temps de la grandeur qui fluctue peut s’exprimer par une fonction sinusoïdale de fréquence unique (l’oscillation est harmonique)

Question 19

Qu’est-ce qu’une onde

Answer 19

Une perturbation ou une oscillation par rapport à un état d’équilibre qui se propage sans transport de matière, mais qui véhicule de l’énergie.

Question 20

Dans une onde est-ce que c’est le milieu qui se propage

Answer 20

Non ce n’est pas le milieu qui se propage, mais l’énergie. L’onde créée par la perturbation est décrite par une fonction d’onde. Si la perturbation est momentanée, on parle alors d’impulsion

Question 21

Qu’est-ce qu’une onde transversale

Answer 21

Le déplacement des particules est perpendiculaire à la direction de propagation de l’onde. Les particules se déplacent en y et les ondes se déplacent en x.

Question 22

Qu’est-ce qu’une onde longitudinale

Answer 22

Le déplacement des particules a la même direction que la vitesse de l’onde, comme dans un piston

Question 23

La vitesse de propagation d’une onde le long d’une corde dépend de quoi

Answer 23

1. La tension F dans la corde
2. La masse linéique de la corde (sa masse sur le longueur)

Question 24

La fonction qui décrit l’onde progressive doit être capable de donner la position verticale d’un point de l’onde en fonction de deux variables indépendantes:

Answer 24

1. Le temps
2. La position horizontale d’un point de l’onde.

Question 25

Si la source de l’onde progressive est

Answer 25

Un oscillateur harmonique simple, alors l’onde progressive est sinusoïdale

Question 26

Si l’onde sinusoïdale progressive se déplacent vers la droite (x positif)

Answer 26

Le signe est négatif entre kx et wt

Question 27

Si l’onde progressive se déplace vers la gauche (x négatif)

Answer 27

Alors le signe entre kx et wt est positif

Question 28

L’onde sinusoïdale progressive (OSP) a

Answer 28

Une double périodicité. L’équation décrit la position verticale d’une particule de l’onde. Pour différents temps, pour différentes positions horizontales et pour différentes constantes de phase, la position verticale peut être la mêmeé

Question 29

Qu’estce que la double périodicité

Answer 29

Il y a une périodicité dans l’espace lorsque x varie d’une longueur d’onde et il y a une périodicité dans le temps lorsque t varie d’une période.

Question 30

Lorsqu’on s’intéresse à la vitesse d’une particule horizontale de l’onde on

Answer 30

Dérivé la fonction de l’onde sinusoïdale progressive parce que la vitesse d’une particule varie tandis que la vitesse de l’onde est constante (ce n’est pas la même formule)

Question 31

La vitesse de propagation de l’onde v est déterminée par

Answer 31

Les propriétés du milieu (ex: profondeur de l’eau, respirer de l’hélium, lumière qui passe de l’air à l’eau)

Question 32

La fréquence f d’une onde est déterminée par

Answer 32

La source

Question 33

Explication de la vitesse de propagation de l’onde d’un tsunami

Answer 33

Lorsqu’un tsunami se forme dans le milieu de l’océan, l’onde a une fréquence propre et une vitesse de propagation. Lorsque la vague s’approche du bord de la plage, le fond marin diminue. Cette variation de hauteur a comme conséquence de ralentir la vitesse de propagation de l’onde, sans changer la fréquence.

Question 34

Qu’estce que se passe à la vitesse de propagation de l’onde lorsqu’on respire de l’hélium

Answer 34

La son émis par nos cordes vocales est naturellement amplifié par notre «caisse de résonance» (larynx, gorge et bouche). L’hélium est environ 6 fois moins dense que l’air. Si nous respirons de l’hélium, alors l’hélium va remplacer l’air dans nos poumons et la vitesse de propagation des ondes produites par nos cordes vocales va augmenter (elle passe de 340 m/s à 1000m/s environ). Cette augmentation de la vitesse a comme conséquence.quece que la fréquence du son dans notre caisse de résonance sera plus élevée. Donc, le son émis sera plus aigu

Question 35

Donner un exemple de la vie courante où la vitesse de propagation d’une onde change parce que l’onde change de milieu)

Answer 35

la vitesse de propagation d’une onde change lorsqu’elle traverse un nouveau milieu soit le passage d’une onde sonore de l’air à l’eau. Lorsqu’un son se propage dans l’air, il voyage à une vitesse d’environ 343 m/s. Cependant, si ce son entre dans l’eau, sa vitesse augmente considérablement, atteignant environ 1480 m/s. Ce changement est du à la densité et aux propriétés élastiques de l’eau, qui permettent aux particules de transmettre les vibrations plus rapidement que dans l’air

Question 36

Lorsque l’extrémité est fixe, l’impulsion est

Answer 36

Inversée, on parle alors d’une réflexion dure

Question 37

Lorsque l’extrémité est libre, l’impulsion n’est pas

Answer 37

Inversée, on parle alors d’une réflexion molle.

Question 38

Qu’est-ce qui se passe ?

Answer 38

L'impulsion est provoquée sur la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus faible et se dirige sur la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus élevée. Une partie de l'impulsion est transmise à la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus élevée. La transmission n'inverse pas l'impulsion. Une partie de l'impulsion est réfléchie à la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus faible. La réflexion inverse l'impulsion. La réflexion est dure car est plus petit que . La vitesse de l’impulsion réfléchie est plus grande que celle de l’impulsion transmise. Il y a une seule tension dans la corde, malgré qu’elle soit constituée de deux matériaux.

Question 39

Qu’est-ce qui se passe ?

Answer 39

L’impulsion est provoquée sur la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus grande et se dirige sur la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus faible. • Une partie de l’impulsion est transmise à la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus faible. La transmission n’inverse pas l’impulsion. • Une partie de l’impulsion est réfléchie à la partie de la corde qui a la densité de masse linéique la plus élevée. La réflexion n’inverse pas l’impulsion . La réflexion est molle, car la densité de masse linéique 1 est plus grande que la densité de la masse linéique 2. • La vitesse de l’impulsion transmise est plus grande que celle de l’impulsion réfléchie. • Il y a une seule tension dans la corde, malgré qu’elle soit constitué de deux matériaux .

Question 40

Une onde peut rencontrer une autre onde. Si l’amplitude des deux ondes est suffisamment faible,

Answer 40

Les perturbations sont tout simplement additionnées

Question 41

Qu’estce qu’une crête

Answer 41

Le max

Question 42

Qu’estce qu’un creux

Answer 42

Un min

Question 43

Qu’est-ce qu’une onde stationnaire

Answer 43

Deux ondes sinusoïdales progressives identiques, mais se propageant en sens contraire vont générer une onde stationnaire lorsqu’elles vont se croiser. L’addition de ces deux OSP donne l’équation de l’onde stationnaire

Question 44

Une corde fixée aux deux extrémités va produire une onde stationnaire résonante si cette dernière vibre à la bonne fréquence. On peut:

Answer 44

1. Forcer la corde à vibrer de la bonne façon (oscillation forcée) afin de la faire entrer en résonance. 2. Pincer ou frotter une corde. Celle-ci va «choisir» ses fréquences de résonance pm celles qui la font «vibrer» pour ainsi dire .

Question 45

Pour trouver noeud

Answer 45

Lambda/2

Question 46

Pour trouver les ventres

Answer 46

Lambda/4

Question 48

À l’état d’équilibre, la densité et la pression d’un fluide sont

Answer 48

Uniformes

Question 49

Quelques caractéristiques de l’onde sonore

Answer 49

1. L’onde sonore est longitudinale 2. Elle est caractérisée par des fluctuations de pression. 3. Dans l’air (à environ 20 degré), la vitesse du son est d’environ 340m/s. Cette vitesse est obtenue par l’équation suivante qui relie la vitesse de l’onde sonore à la température: V environ égale 20racine carré de T 4. Dans le vide, le son ne se propage pas 5. Dans les milieux incompressibles comme l’eau ou les métaux, le son se propage plus vite 6. L’humain entend des sons compris entre 20Hz et 20000Hz, mais les hautes fréquences deviennent difficiles à entendre avec l’âge.

Question 50

Les harmoniques et les modes pour les tuyaux fermés

Answer 50

n prend seulement les valeurs impairs

Question 51

Les modes et harmoniques pour tuyaux ouvert

Answer 51

Question 52

Lorsqu’une onde sonore se propage dans ces tuyaux,

Answer 52

elle réfléchit aux extrémités (qu’elles soient ouvertes ou fermées). L’onde qui rebondit vient ensuite se superposer à l’onde incidente. Cette superposition d’ondes peut générer des ondes stationnaires. Lorsque l’onde rebondit sur une extrémité ouverte, une partie se transmet et une partie est réfléchie (c’est la partie transmise qui se rend à nos oreilles)

Question 53

Dans un tuyau fermé, une extrémité verra la pression de l’air être constamment à sa valeur

Answer 53

Maximale lorsque l’onde sera stationnaire et résonnante. cette petite différence va influencer les fréquences de résonance de ces deux types de tuyaux

Question 54

La gorge = tuyau

Answer 54

Fermé

Question 55

Quest ce qu’un signal composé

Answer 55

Un signal composé n’est pas un signal sinusoïdale, mais il y a une période. Sur la bande grise, on voit un signal composé = la fréquence fondamentale et ses harmoniques.

Question 56

Qu’estce que l’effet Doppler

Answer 56

Lorsqu’une source qui émet une onde sonore est en mouvement par rapport à un observateur, il se crée, pour l’observateur, un phénomène appelé Effet Doppler. Pour résumé, il s’agit d’un changement dans la fréquence perçue par l’observateur en comparaison à celle émise par la source

Question 57

Answer 57

Si l’observateur s’éloigne - Si l’observateur se rapproche + Si la source s’éloigne + Si la source se rapproche -

Question 59

Qu’est-ce que la fréquence de battement

Answer 59

Le battement s’observe lorsque deux OSP de fréquence légèrement différente se superposent. La fréquence de battements est simplement la différence des fréquences des deux sources. Dans le cas d’une onde sonore, le battement peut être ENTENDU si la fréquence de battements est FAIBLE.

Question 60

Pour une onde stationnaire sur une corde son amplitude peut

Answer 60

Varier, mais ne peut jamais aller plus haut que A. La position des noeuds et des ventres (ils ne changement jamais de position) dépend de x et l’amplitude dépend du temps. Pour t=0 ou t=pi on a l’amplitude max. On va devoir représenter l’onde stationnaire à des temps différents (ce sera juste l’amplitude qui changent), l’amplitude max = 2A

Question 61

Intensité unité de mesure

Answer 61

W/m^2