Ondes mécaniques

Perturbation

Une perturbation est une modification locale d'une ou plusieurs caractéristiques physiques d'un milieu.

  • Déformation de l'extrémité d'une corde
  • Compression de spires d'un ressort
  • Perturbation sur la surface d'eau.

Le point ou l'on provoque la déformation est appelé : Source.

La corde, le ressort et la surface d'eau constituent des milieux de propagation.

Onde mécanique

On appelle onde mécanique, le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière. Cette propagation s'accompagne toujours d'un transport d'énergie.

image/svg+xml Remarque

Au cours de sa propagation, une onde transporte de l'énergie.

- L'énergie nucléaire du Soleil est transférée dans l'espace

Sous la forme d'ondes électromagnétiques. Des panneaux Photovoltaïques permettent de produire de l'électricité à partir de cette énergie.

Types d'ondes mécaniques

Les ondes mécaniques peuvent être :

- Transversales : la direction de propagation de I'onde est perpendiculaire à la direction de déformation.

- Longitudinales : la direction de propagation de I'onde est parallèle à la direction de déformation.

Les ondes sonores

تعريف

Le son est une onde mécanique longitudinale qui nécessite un milieu matériel pour se propager. II se propage suite à une compression - dilatation Le son se propage dans les milieux solides, liquides et gazeux.

Caractéristiques des ondes sonores

Perception des ondes sonores

L'oreille humaine perçoit des ondes sonores dont la fréquence f est comprise entre $20 \mathrm{~Hz}$ et $20000 \mathrm{~Hz}$.

  • $\mathrm{f}<20 \mathrm{~Hz}$ : infrasons
  • $\mathrm{f}>20000 \mathrm{~Hz}$ : ultrasons

Pour communiquer, les éléphants et les baleines utilisent les infrasons.

Les chauves-souris et les dauphins utilisent plutôt les ultrasons pour explorer leur environnement.

Intensité d'une onde sonore

On appelle intensité d'une onde sonore la puissance transportée par l'onde par unité de surface :

$I=\frac{P}{S}$. P s'exprime en Watt(W)à, $\mathrm{S}$ en $\mathrm{m}^2$ et I en W.m².

La plus petite intensité acoustique que peut capter l'oreille est $I_{\min }=10^{-12} \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2}$

La plus grande intensité correspond au seuil de la douleur : $I_{\max }=1 W . m^{-2}$

Niveau d'intensité sonore

Le niveau d'intensité sonore est défini par la relation : $L=10 \log \left(\frac{I}{I_0}\right)$ 

$I_0=10^{-12} \mathrm{~W} \cdot \mathrm{m}^{-2} .$ L s'exprime en décibel $(\mathrm{dB})$

Question : Quel est en décibel, le niveau d'intensité sonore de la douleur ?

Les propriétés générales des ondes

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