← Retour aux ressources
Spécialité Physique-Chimie · Classe de 1ʳᵉ

Ondes mécaniques et propagation

Nature, caractéristiques et propagation des ondes mécaniques — programme de 1re Spécialité Physique-Chimie

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Ondes mécaniques et propagation » en première permet de faire le point sur ses connaissances en spécialité physique-chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de première et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Qu'est-ce qu'une onde mécanique ?, Ondes transversales et ondes longitudinales, Célérité d'une onde, Périodicité spatiale : longueur d'onde. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de première en spécialité physique-chimie.
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 60 min · Noté sur 20
60:00

Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.

Exercice 1 — Nature et types d'ondes mécaniques

/ 4 pts
  1. Définissez une onde mécanique et précisez la grandeur physique qu'elle transporte.
  2. Expliquez la différence entre une onde transversale et une onde longitudinale. Donnez un exemple de chacune.
  3. Pourquoi le son ne peut-il pas se propager dans l'espace interstellaire ?

Exercice 2 — Célérité et longueur d'onde

/ 5 pts
  1. Une onde sonore de fréquence $f = 680$ Hz se propage dans l'air à la célérité $v = 340$ m/s.
  2. a) Calculez la longueur d'onde $\lambda$ de cette onde.
  3. b) Calculez la période $T$ de cette onde.
  4. c) Deux microphones A et B sont placés en ligne avec la source. B est à $d = 25$ cm de A. Calculez le retard $\tau$ entre A et B.

Exercice 3 — Déphasage entre deux points

/ 4 pts
  1. Une onde périodique de fréquence $f = 200$ Hz se propage à $v = 400$ m/s.
  2. a) Calculez la longueur d'onde $\lambda$.
  3. b) Calculez le déphasage $\varphi$ entre deux points M et N distants de $d = 1{,}5$ m.
  4. c) Ces points sont-ils en phase, en opposition de phase, ou autre ? Justifiez.

Exercice 4 — Lecture d'un graphe d'onde

/ 4 pts
  1. Un graphe $y(t)$ montre un signal sinusoïdal avec deux maxima consécutifs à $t_1 = 5$ ms et $t_2 = 25$ ms, et une amplitude $A = 3$ mm. La célérité de l'onde est $v = 300$ m/s.
  2. a) Déterminez la période $T$ et la fréquence $f$ du signal.
  3. b) Calculez la longueur d'onde $\lambda$ de l'onde.
  4. c) Quelle grandeur ne peut-on pas lire directement sur le graphe $y(t)$ ?

Exercice 5 — Sonar de pêche

/ 3 pts
  1. Un sonar émet une impulsion ultrasonore de fréquence $f = 40$ kHz dans l'eau de mer (célérité $v = 1\,500$ m/s). L'écho revient après $t = 0{,}080$ s.
  2. a) Calculez la profondeur $d$ du fond marin détecté.
  3. b) Calculez la longueur d'onde $\lambda$ des ultrasons.
  4. c) Quel avantage y a-t-il à utiliser une fréquence élevée pour un sonar de précision ?
✓Corrigé détaillé

Exercice 1 — Nature et types d'ondes mécaniques
Corrigé :
1. Une onde mécanique est la propagation d'une perturbation dans un milieu matériel. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. (1 pt)
2. Dans une onde transversale, la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation (ex : corde vibrante). Dans une onde longitudinale, la perturbation est parallèle à la direction de propagation (ex : son dans l'air). (2 pts)
3. Le son est une onde mécanique : elle a besoin d'un milieu matériel pour se propager. L'espace interstellaire est un quasi-vide → le son ne peut pas s'y propager. (1 pt)

Exercice 2 — Célérité et longueur d'onde
Corrigé :
a) $\lambda = v/f = 340/680 = 0{,}5$ m. (1,5 pt)
b) $T = 1/f = 1/680 \approx 1{,}47 \times 10^{-3}$ s ≈ 1,47 ms. Ou $T = \lambda/v = 0{,}5/340$. (1,5 pt)
c) $\tau = d/v = 0{,}25/340 \approx 7{,}35 \times 10^{-4}$ s ≈ 0,74 ms. (2 pts)

Exercice 3 — Déphasage entre deux points
Corrigé :
a) $\lambda = v/f = 400/200 = 2$ m. (1 pt)
b) $\varphi = \dfrac{2\pi d}{\lambda} = \dfrac{2\pi \times 1{,}5}{2} = \dfrac{3\pi}{2} \approx 4{,}71$ rad. (2 pts)
c) $\varphi = 3\pi/2$ n'est pas un multiple de $2\pi$ (pas en phase) ni égal à $\pi$ modulo $2\pi$ (pas en opposition de phase). Les points M et N sont dans un état intermédiaire. (1 pt)

Exercice 4 — Lecture d'un graphe d'onde
Corrigé :
a) $T = t_2 - t_1 = 25 - 5 = 20$ ms = $0{,}020$ s. $f = 1/T = 1/0{,}020 = 50$ Hz. (1,5 pt)
b) $\lambda = v \times T = 300 \times 0{,}020 = 6$ m. (1,5 pt)
c) On ne peut pas lire directement la longueur d'onde $\lambda$ sur un graphe $y(t)$ : il faut disposer en plus de la célérité $v$. (1 pt)

Exercice 5 — Sonar de pêche
Corrigé :
a) Aller-retour : $d = v \times t/2 = 1\,500 \times 0{,}080/2 = 60$ m. (1 pt)
b) $\lambda = v/f = 1\,500/(40 \times 10^3) = 0{,}0375$ m ≈ 3,75 cm. (1 pt)
c) Une fréquence élevée donne une longueur d'onde plus courte, permettant de détecter des objets de plus petite taille avec une meilleure résolution. (1 pt)

→Continuer ce chapitre
📖 Cours ✏️ Exercices 🧩 Problèmes ❓ QCM
↔Autres chapitres
← Travail et puissance d'une force Son : caractéristiques et perception →
Bloqué sur ce chapitre ?

Cours particuliers de spécialité physique-chimie à Marseille, en présentiel ou à distance — un prof qui s'adapte à ton rythme et reprend ce qui coince.

Réserver un 1er cours → Voir les tarifs