Activité n°1 {Exp} : Introduction sur les ondes - [Chapitre : Ondes acoustiques, définitions et propagation]

Titre de l'activité : Activité n°1 {Exp} : Introduction sur les ondes - [Chapitre : Ondes acoustiques, définitions et propagation]

Durée : 1h

Résumé

Dans cette activité on définit ce qu'est une onde acoustique et on associe les différentes grandeurs physiques qui y sont associées.

Matériels de l'élève

Ordinateur avec connexion internet

Compétences

RÉA - Suivre une procédure, un mode opératoire
RÉA - Mesurer
RÉA - Utiliser un outil informatique
APP - Mobiliser les connaissances en rapport avec le problème
APP - Rechercher et extraire l'information
ANA - Exploiter ses connaissances, les informations extraites ou les résultats obtenus

Notions

Caractériser une onde mécanique par les grandeurs physiques associées : vitesse, amplitude de la déformation, période, fréquence, longueur d'onde.

Objectifs

Dans cette activité on définit ce qu'est une onde et on associe les différentes grandeurs physiques qui y sont associées.

Complément : Simulation à utiliser dans l'activité

Simulation Intro des Ondes

Afin d’avoir la simulation dans un autre onglet, cliquer sur le lien suivant : https://phet.colorado.edu/sims/html/waves-intro/latest/waves-intro_fr.html

Voir les explications rapides en fin d'activité.

Eau ⚓

Cliquer sur Eau
Cliquer sur le bouton vert du robinet

Question⚓

Q1. Que créent les gouttes d’eau lorsqu’elles tombent à la surface de l’eau ?

Solution ⚓

A1-Q1.

Les gouttes créent une perturbation (déformation de la surface) à l’endroit d’impact avec la surface (le noir correspond à un « creux » et le cyan une « bosse »).

Question⚓

Q2. Décrire ce que vous voyez lorsque les gouttes continuent de tomber dans le liquide ?

Solution ⚓

A1-Q2.

On observe que la perturbation se propage sur la surface.

Question⚓

Q3. Qu'arrive-t-il aux gouttes de liquide et aux ondes créées lorsque vous augmentez et diminuez l'amplitude?

Solution ⚓

A1-Q3.

Lorsque l’on augmente l’amplitude, on observe que l’impact des gouttes est plus ou moins important ainsi que la hauteur des vagues.

Augmenter et diminuer le paramètre d’amplitude.

Question⚓

Q4. Qu’est-ce que l’amplitude ?

Solution ⚓

A1-Q4.

L’amplitude correspond ici à la hauteur maximale de la déformation.

Question⚓

Q5. Qu'advient-il des gouttes de liquide des vagues lorsque vous augmentez et diminuez la fréquence ?

Solution ⚓

A1-Q5.

Lorsque l’on augmente ou diminue la fréquence, on observe que les gouttes tombent plus ou moins rapidement et que les vagues sont moins espacées.

Augmenter et diminuer le réglage de fréquence.

Question⚓

Q6. Qu’est-ce que la fréquence ?

Solution ⚓

A1-Q6.

La fréquence correspond ici au nombre de déformations par seconde de la surface de l'eau.

Dans le panneau de droite, déplacer sur la simulation le visualiseur d’ondes.

Question⚓

Q7. En utilisant et observant le visualiseur d'onde, augmenter et diminuer l'amplitude. Qu'arrive-t-il aux ondes du visualiseur ? Dessinez ce que vous voyez.

Solution ⚓

A1-Q7.

Lorsqu'on diminue ou augmente l'amplitude, les ondes du visualiseur voient également leur amplitude diminuée ou augmentée.

Question⚓

Q8. En utilisant et observant le visualiseur d'onde, augmenter et diminuer la fréquence. Qu'arrive-t-il aux ondes du visualiseur ? Dessinez ce que vous voyez.

Utiliser l'option d'impulsion (en bas à gauche de l'écran, cliquez sur une vague) et changer la vue de l'eau en vue latérale (bouton en bas à gauche du bouton pause).

Vous devrez appuyer sur le bouton vert à chaque fois pour générer une onde.

Question⚓

Q9. Manipuler l'amplitude et la fréquence pendant quelques instants et décrire votre expérience.

Son ⚓

Cliquer dans la barre tout en bas sur Son.
Placer le visualiseur d’ondes.
Cliquez sur ensemble dans le panneau de droite pour voir les ondes et les particules.

Voir les explications rapides en fin d'activité.

Question⚓

Q10. Explorez la simulation sonore durant plusieurs minutes. Assurez-vous de manipuler l'amplitude et la fréquence. Décrire votre expérience ainsi que ce que vos remarques sur les particules?

Cliquer sur graphique.