Ondes mécaniques : célérité et retard | Physique-Chimie | Première spécialité
Dernière mise à jour : 16 juin 2026
Pour chaque affirmation, dis si elle est vraie ou fausse :
a. Une onde mécanique transporte la matière du milieu. b. La célérité dépend du milieu. c. Une onde sonore se propage dans le vide.
a. Faux : elle transporte l'énergie, pas la matière. b. Vrai. c. Faux : une onde mécanique a besoin d'un milieu matériel ; pas de son dans le vide.
On compte \(\Delta t=4{,}5\) s entre l'éclair et le tonnerre. La célérité du son dans l'air est \(v=340\) m/s.
1. Pourquoi voit-on l'éclair avant d'entendre le tonnerre ? 2. À quelle distance se trouve l'orage ?
1. La lumière (\(3{,}0\times10^8\) m/s) arrive quasi instantanément ; le son est bien plus lent. 2. \(d=v\times\Delta t=340\times4{,}5=1530\) m \(\approx 1{,}5\) km.
On crée une perturbation à l'extrémité d'une corde tendue. La célérité y est \(v=8{,}0\) m/s. Un point M est situé à \(d=2{,}4\) m de la source.
1. Calcule le retard \(\tau\) du point M. 2. Si la source bouge à l'instant \(t=0\), à quel instant M reproduit-il ce mouvement ?
1. \(\tau=\dfrac{d}{v}=\dfrac{2{,}4}{8{,}0}=0{,}30\) s. 2. M reproduit le mouvement à \(t=\tau=0{,}30\) s.
Un haut-parleur émet un son de fréquence \(f=170\) Hz dans l'air (\(v=340\) m/s).
1. Calcule la période \(T\). 2. Calcule la longueur d'onde \(\lambda\).
1. \(T=\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{170}\approx 5{,}9\times10^{-3}\) s. 2. \(\lambda=\dfrac{v}{f}=\dfrac{340}{170}=2{,}0\) m.
Un bateau émet un signal sonore vers le fond. L'écho revient \(\Delta t=0{,}50\) s plus tard. Dans l'eau, \(v=1500\) m/s.
1. Quelle distance totale le son a-t-il parcourue ? 2. Quelle est la profondeur du fond ?
1. \(d_{total}=v\times\Delta t=1500\times0{,}50=750\) m. 2. C'est un aller-retour : \(h=\dfrac{750}{2}=375\) m.
Lors d'un séisme, deux types d'ondes partent de l'épicentre : les ondes P (\(v_P=6{,}0\) km/s) et les ondes S (\(v_S=3{,}5\) km/s), plus lentes. Une station enregistre les ondes P puis, \(\Delta t=8{,}0\) s plus tard, les ondes S.
1. Exprime le retard de chaque onde en fonction de la distance \(d\) à l'épicentre. 2. Écris l'équation reliant \(\Delta t\), \(d\), \(v_P\) et \(v_S\). 3. Calcule la distance \(d\) entre la station et l'épicentre.
1. \(\tau_P=\dfrac{d}{v_P}\) et \(\tau_S=\dfrac{d}{v_S}\).
2. Le décalage d'arrivée : \(\Delta t=\tau_S-\tau_P=d\left(\dfrac{1}{v_S}-\dfrac{1}{v_P}\right)\).
3. \(\dfrac{1}{v_S}-\dfrac{1}{v_P}=\dfrac{1}{3{,}5}-\dfrac{1}{6{,}0}=0{,}2857-0{,}1667=0{,}1190\) s/km. Donc \(d=\dfrac{\Delta t}{0{,}1190}=\dfrac{8{,}0}{0{,}1190}\approx 67\) km.