QCM : Ondes mécaniques (7 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle différence de propagation distingue une onde mécanique d’une onde électromagnétique ?

Les deux types d’ondes requièrent un milieu matériel, mais seule l’onde mécanique transporte de l’énergie.
Une onde mécanique peut se propager dans le vide, alors qu’une onde électromagnétique requiert un milieu matériel.
Une onde mécanique requiert un milieu matériel, alors qu’une onde électromagnétique peut se propager sans support matériel.
Les deux types d’ondes peuvent se propager dans le vide, mais seule l’onde électromagnétique déplace la matière.

Une onde mécanique requiert un milieu matériel, alors qu’une onde électromagnétique peut se propager sans support matériel.

Explication

La propagation d’une onde mécanique dépend de la présence d’un milieu matériel, contrairement à celle d’une onde électromagnétique. L’affirmation selon laquelle l’onde mécanique se propage dans le vide inverse précisément cette distinction.

2. Lorsqu’une onde mécanique progressive traverse un milieu, que transporte-t-elle sans transporter de matière ?

De la matière, tandis que l’énergie reste localisée au point de départ.
De l’énergie et de la matière qui se déplacent ensemble jusqu’à l’arrivée.
De l’énergie, tandis que la matière ne se déplace pas avec l’onde.
Ni énergie ni matière, car seule la perturbation se déplace.

De l’énergie, tandis que la matière ne se déplace pas avec l’onde.

Explication

La perturbation se propage en transportant de l’énergie, mais sans transport global de matière. L’idée que matière et énergie se déplacent ensemble confond le mouvement local des particules avec la propagation de l’onde.

3. Dans un milieu homogène à une dimension, une onde parcourt une distance M1M2M_1M_2 pendant un retard τ\tau ; quelle relation permet de calculer sa célérité ?

C=M1M2×τC = M_1M_2 \times \tau
C=1M1M2×τC = \frac{1}{M_1M_2 \times \tau}
C=τM1M2C = \frac{\tau}{M_1M_2}
C=M1M2τC = \frac{M_1M_2}{\tau}

$$C = \frac{M_1M_2}{\tau}$$

Explication

La célérité est la distance parcourue divisée par la durée du trajet, soit C=M1M2τC=\frac{M_1M_2}{\tau}. Le rapport inversé correspondrait à une durée par unité de distance, et non à une vitesse de propagation.

4. Une déformation passe en M1M_1 à l’instant t1t_1, puis en M2M_2 à l’instant t2t_2 ; quelle expression donne son retard entre ces points ?

τ=t1+t2\tau = t_1 + t_2
τ=t2t1\tau = \frac{t_2}{t_1}
τ=t2−t1\tau = t_2 - t_1
τ=t1−t2\tau = t_1 - t_2

$$\tau = t_2 - t_1$$

Explication

Le retard correspond à la durée entre le passage au premier point et celui au second, donc il se calcule par t2−t1t_2-t_1. La soustraction dans l’ordre inverse donnerait un retard négatif lorsque le passage en M2M_2 survient après celui en M1M_1.

5. Que désigne la période temporelle d’une onde périodique en un point du milieu ?

La durée nécessaire pour que deux points vibrent en opposition de phase
La plus petite durée au bout de laquelle la perturbation se répète identiquement en ce point
La durée séparant l’arrivée de l’onde en deux points distincts du milieu
La distance minimale entre deux points du milieu qui vibrent en phase

La plus petite durée au bout de laquelle la perturbation se répète identiquement en ce point

Explication

La période temporelle est la plus petite durée nécessaire pour que la perturbation se répète identiquement au même point. La distance entre deux points en phase correspond plutôt à la longueur d’onde.

6. Lorsqu’une perturbation se propage dans un milieu matériel, comment les particules du milieu transmettent-elles cette perturbation ?

Elles transmettent la perturbation en restant durablement éloignées de leur position initiale.
Elles se déplacent avec la perturbation jusqu’à l’extrémité du milieu.
Elles transmettent la perturbation en échangeant leur matière avec les particules voisines.
Elles poussent les particules voisines, puis reviennent à leur position initiale.

Elles poussent les particules voisines, puis reviennent à leur position initiale.

Explication

Les particules transmettent la perturbation de proche en proche en poussant les suivantes, puis reviennent à leur position initiale. Elles ne voyagent pas avec l’onde, contrairement à ce que suppose l’idée d’un déplacement collectif des particules.

7. À quoi sert la célérité d’une onde dans la description de sa propagation ?

À quantifier la vitesse à laquelle l’onde se propage dans le milieu
À déterminer la fréquence de répétition de la perturbation en un point
À indiquer la distance minimale entre deux points en phase
À mesurer la durée séparant son passage en deux points du milieu

À quantifier la vitesse à laquelle l’onde se propage dans le milieu

Explication

La célérité caractérise la vitesse de propagation de l’onde dans son milieu. Le retard, contrairement à la célérité, mesure la durée entre le passage de l’onde en deux points.

Révisez avec les flashcards

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Qu’est-ce qu’une onde mécanique progressive ?

Une perturbation qui se propage dans un milieu matériel sans transporter de matière, mais en transportant de l’énergie.

Que mesure le retard d’une onde entre deux points ?

La durée entre son passage au premier point et son passage au second.

Comment calcule-t-on le retard entre les passages en M1M_1 et M2M_2 ?

τ=t2−t1\tau = t_2 - t_1

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