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cours-libres:exos:chapitre_3_-_proprietes_des_ondes

6è 2h - Chapitre 3 – propriétés des ondes

Toutes les réponses doivent être attentivement justifiées par au moins une phrase.

Chaque solution d'exercice doit être rédigée convenablement et complètement en précisant pour chacun des exercices

  • le contexte et les formules
  • les données
  • les inconnues
  • la résolution avec justification complète en phrases convenables
  • une vérification avec une phrase de réponse (en particulier pour les réponses numériques, en vérifiant les unités et les ordres de grandeur)

Exercice 1

Lequel des 4 schémas (a, b, c ou d) de la figure ci-contre représente correctement un phénomène de réflexion ?

Contexte

  • Onde plane dans un milieu à 2 dimensions
  • réflexion sur une interface

Données

  • Une onde place de longueur d’onde donnée sur le schéma

Inconnues

  • angle de réflexion 
  • numéro de la figure convenable

Résolution

  • On trace sur le dessin la direction de la vitesse de propagation, perpendiculaire au front d’ondes, tant pour l’onde incidente que pour l’onde réfléchie.
  • La réflexion se fait de telle sorte que l’angle d’incidence (par rapport à la normale à l’interface) soit égal à l’angle de réflexion.
  • On mesure et compare ces 2 angles

Réponse

À faire et à décrire

Exercice 2

On laisse tomber un caillou dans un puits. L’écho de l’impact nous parvient après 3,0 s. Calculer la profondeur de ce puits.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 3

Les dauphins utilisent les ultrasons d’une fréquence de 80 000 Hz émis en clics successifs à intervalles réguliers (écholocalisation ou écholocation). Après combien de temps le dauphin perçoit-il l’écho du fond de la mer si celui-ci est distant de 95 m ? Les « clics » successifs peuvent-ils dans cette situation être émis tous les dixièmes de secondes ?

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 4

Si un organe du corps humain était réfléchissant à 100 % pour les ultrasons, quelle conséquence cela aurait-il sur la profondeur de « vision » de l’échographie ?

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 5

  1. Lors de l’échographie d’un organe, quels seraient les inconvénients si celui-ci était très absorbant pour les ondes ultrasonores utilisées ?
  2. Lors de l’échographie d’un organe, quels seraient les inconvénients si celui-ci était transparent pour les ondes ultrasonores utilisées ?

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 6

La figure ci-contre représente le passage d’ondes d’un milieu A vers un milieu B. Dans lequel de ces deux milieux la vitesse de propagation est-elle la plus élevée ? Si la fréquence des ondes est de 50 Hz et si la figure est à l’échelle 1:1, calculer la vites dans chaque milieu.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Réponse

Exercice 7

Dans un canal de navigation de 25 m de large, une onde de 1,5 m de longueur d’onde se propage à la vitesse de 2,0 m/s. Que devient cet longueur d’onde lorsque celle-ci passe dans une partie moins profonde du canal où la vitesse de propagation est réduite à 1,6 m/s

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Réponse

Exercice 8

Quel est l’angle d’incidence maximal pour qu’une onde ultrasonore émise dans l’air puisse être réfractée dans l’eau sans subir à la surface de l’eau de réflexion totale ? (object_1 et object_2)

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 9

Quelle est la fréquence minimale des ondes acoustiques pouvant être utilisées pour détecter des poissons d’une longueur de 10 cm ? Justifier la réponse.

Exercice 10

Quelles fréquences pourraient être sélectionnées par un radar (qui utilise des ondes de la même famille que les ondes radio) pour détecter une voiture d’une largeur de 2 m ?

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 11

Une chauve-souris émettant des ultrasons d’une fréquence de 50 kHz peut-elle détecter un papillon de nuit d’une envergure de 30 mm ? Justifier la réponse.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 12

Quels sont les trois phénomènes possibles lorsqu’une onde rencontre un matériau donné ?

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 13

Interpréter la figure ci-contre, en nommant les différents phénomènes ondulatoires se produisant aux endroits A, B, C, D et E.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 14

La fréquence d’une sirène est de 600 Hz (perception au repos). Si un observateur perçoit

ces ondes comme ayant une fréquence de 580 Hz, y a-t-il rapprochement ou éloignement entre lui et la sirène ?

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 15

Une moto parcourt le circuit dans le sens ABCD. Par rapport aux valeurs en A, décrire les variations d’intensité et de fréquence sonores perçues par l’observateur O (figure ci-contre).

Position de la motoIntensité du sonFréquence du son perçue
A→B
B→C
C→D
D→A

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 16

Un enfant joue sur une balançoire à proximité d’une source sonore de fréquence fixée. Il passe successivement par les positions A,B, C et D. Comment varient l’intensité sonore et la hauteur du son perçues par l’enfant (fig. 3.46) ? Justifier la réponse.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

PassageIntensité du sonFréquence du son perçue
A→B
B→C
C→D
D→A

Exercice 17

Un homme au bord d’une route écoute le son provenant d’une voiture qui s’approche, passe à côté de lui, puis s’éloigne. Quel graphique représente le mieux la fréquence perçue par l’homme au cours du temps (figure ci-contre) ?

Imaginer le graphique de l’intensité sonore perçue par l’homme, au cours du temps.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 18

La sirène d’une voiture de police a une fréquence de 1 200 Hz. Quelle est la fréquence entendue par un observateur immobile si la voiture se déplace à 108 km/h

  1. vers l’observateur ?
  2. en s’éloignant de l’observateur ?

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 19

Une source sonore émet à une fréquence de 600 Hz. Ce signal est perçu par un observateur immobile avec une fréquence de 640 Hz lorsque la source s’approche de lui. Calculer la fréquence perçue si la source s’éloigne à la même vitesse.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 20

La sirène d’une voiture de police a une fréquence de 600 Hz. La voiture s’approche d’un grand mur à la vitesse de 108 km/h. Calculer la fréquence du son réfléchi entendu par le policier dans la voiture.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 21

Debout sur le trottoir, un piéton perçoit une fréquence de 510 Hz provenant de la sirène d’une voiture de police qui s’approche. Après le passage de la voiture, la fréquence perçue du son de la sirène est de 430 Hz. Déterminer la vitesse de la voiture de police.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 22

Calculer en pourcentage la variation de fréquence du son émis par le sifflet d’une locomotive

  1. lorsque celle-ci s’approche d’un observateur à la vitesse de 108 km/h ;
  2. lorsqu’elle s’éloigne de l’observateur à la même vitesse.

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

Exercice 23

Une voiture de police dont la sirène a une fréquence de 500 Hz s’approche d’un grand mur à 30 km/h. Un observateur immobile détecte les ondes directes et réfléchies. Suivant la position de la voiture par rapport à l’observateur, calculer la variation de fréquence entre l’onde directe perçue et l’onde réfléchi

Contexte

Données

Inconnues

Résolution

Réponse

cours-libres/exos/chapitre_3_-_proprietes_des_ondes.txt · Dernière modification : 2022/06/04 15:07 de Nicolas Pettiaux