QCM : Ondes mécaniques et propagation (9 questions)

Question 1

1. Une impulsion est créée dans un matériau élastique et se propage de proche en proche. Comment caractériser cette propagation ?

Une perturbation qui se propage sans nécessiter de milieu matériel

Une déformation qui se propage dans un milieu matériel dépourvu d’élasticité

Un déplacement global de matière qui se propage dans un milieu matériel

Une perturbation mécanique qui se propage dans un milieu matériel grâce à son élasticité

Explication

Une onde mécanique progressive est la propagation d’une perturbation mécanique dans un milieu matériel, rendue possible par l’élasticité de ce milieu. Le déplacement global de matière confond propagation de l’onde et transport de matière, tandis que l’absence de milieu ou d’élasticité contredit les conditions de propagation mécanique.

Answer

Une perturbation mécanique qui se propage dans un milieu matériel grâce à son élasticité

Question 2

2. Un haut-parleur émet un son dans une pièce remplie d’air. Quelle perturbation mécanique est associée à la propagation de ce son ?

Une variation de hauteur de la surface de l’air

Une torsion rapide de l’air

Un changement de température de l’air

Une compression rapide de l’air

Explication

Le son est une onde mécanique associée à une compression rapide de l’air, ou d’un autre milieu où il se propage. Une variation de hauteur de surface décrit plutôt une vague, tandis que la torsion et le changement de température ne sont pas la perturbation sonore caractéristique.

Answer

Une compression rapide de l’air

Question 3

3. Dans une corde, la perturbation se déplace verticalement tandis que l’onde avance horizontalement. De quel type d’onde s’agit-il ?

Une onde transversale

Une onde de compression

Une onde longitudinale

Une onde sonore

Explication

Une onde est transversale lorsque la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation. Une onde longitudinale correspond à des directions parallèles; les deux autres choix désignent une perturbation particulière ou un exemple d’onde, et non la relation de directions décrite.

Answer

Une onde transversale

Question 4

4. Une onde sonore se propage dans l’air et les compressions de l’air se produisent dans la direction de propagation. Quelle classification convient ?

Une onde dont la perturbation est perpendiculaire à la propagation

Une onde transversale

Une onde longitudinale

Une onde de surface

Explication

Les ondes sonores sont longitudinales : la perturbation et la propagation se font dans des directions parallèles. La classification transversale et la perturbation perpendiculaire correspondent à des directions orthogonales, tandis qu’une onde de surface ne caractérise pas le son décrit.

Answer

Une onde longitudinale

Question 5

5. Que signifie le transport d’énergie sans transport de matière par une onde mécanique ?

La matière se déplace tandis que l’énergie reste localisée au point de perturbation.

L’énergie se propage en entraînant les éléments du milieu dans son sens de propagation.

L’énergie et la matière restent sur place tandis que la perturbation se déplace.

L’énergie se propage tandis que les éléments du milieu oscillent autour de leur position moyenne.

Explication

Une onde mécanique transmet de l’énergie, alors que la matière du milieu oscille sans être emportée. L’entraînement des éléments dans le sens de propagation confond le transport d’énergie avec un déplacement moyen de matière.

Answer

L’énergie se propage tandis que les éléments du milieu oscillent autour de leur position moyenne.

Question 6

6. Une onde met 0,20 s pour parcourir 68 m entre deux points. Quelle est sa célérité de propagation ?

0,0029 m·s⁻¹

13,6 m·s⁻¹

340 m·s⁻¹

68,2 m·s⁻¹

Explication

La célérité se calcule en divisant la distance parcourue par le retard : $v=\frac{68}{0,20}=340\ \text{m·s}^{-1}$ . Le produit de la distance par le temps ne donne pas une célérité.

Answer

340 m·s⁻¹

Question 7

7. Quel est le rôle de la mesure du retard entre les signaux émis et reçus lors d’une expérience avec des ultrasons ?

Comparer l’énergie transportée par les ultrasons dans deux milieux différents

Repérer la fréquence des ultrasons en comptant les oscillations du signal reçu

Évaluer l’amplitude des ultrasons à partir de la différence entre les deux signaux

Déterminer la célérité de propagation à partir du retard mesuré et de la distance parcourue

Explication

Le retard mesuré entre l’émission et la réception permet, avec la distance séparant les appareils, de déterminer la célérité du son. L’amplitude décrit l’intensité du signal, mais ne remplace pas le retard pour ce calcul.

Answer

Déterminer la célérité de propagation à partir du retard mesuré et de la distance parcourue

Question 8

8. En quoi une vague à la surface de l’eau et une compression rapide d’un ressort se ressemblent-elles comme phénomènes mécaniques ?

Elles nécessitent une perturbation de l’air pour se transmettre.

Elles correspondent à des perturbations qui se propagent dans un milieu matériel.

Elles déplacent durablement la matière dans le sens de leur propagation.

Elles sont toutes deux produites par une variation de température du milieu.

Explication

Dans les deux cas, une perturbation mécanique se propage dans un milieu matériel, dont l’élasticité permet sa transmission. La vague concerne la surface de l’eau, tandis que la compression du ressort n’exige pas de perturbation de l’air.

Answer

Elles correspondent à des perturbations qui se propagent dans un milieu matériel.

Question 9

9. Pourquoi une onde sonore est-elle dite longitudinale ?

Parce que la perturbation de l’air est perpendiculaire à la direction de propagation du son.

Parce que la perturbation de l’air est verticale, quelle que soit la direction de propagation.

Parce que le son se propage sans perturber les particules du milieu.

Parce que la perturbation de l’air est parallèle à la direction de propagation du son.

Explication

Dans une onde sonore, les compressions et les mouvements du milieu se produisent dans la même direction que la propagation, ce qui caractérise une onde longitudinale. Une perturbation perpendiculaire à la propagation définirait plutôt une onde transversale.

Answer

Parce que la perturbation de l’air est parallèle à la direction de propagation du son.

QCM : Ondes mécaniques et propagation (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une impulsion est créée dans un matériau élastique et se propage de proche en proche. Comment caractériser cette propagation ?

2. Un haut-parleur émet un son dans une pièce remplie d’air. Quelle perturbation mécanique est associée à la propagation de ce son ?

3. Dans une corde, la perturbation se déplace verticalement tandis que l’onde avance horizontalement. De quel type d’onde s’agit-il ?

4. Une onde sonore se propage dans l’air et les compressions de l’air se produisent dans la direction de propagation. Quelle classification convient ?

5. Que signifie le transport d’énergie sans transport de matière par une onde mécanique ?

6. Une onde met 0,20 s pour parcourir 68 m entre deux points. Quelle est sa célérité de propagation ?

7. Quel est le rôle de la mesure du retard entre les signaux émis et reçus lors d’une expérience avec des ultrasons ?

8. En quoi une vague à la surface de l’eau et une compression rapide d’un ressort se ressemblent-elles comme phénomènes mécaniques ?

9. Pourquoi une onde sonore est-elle dite longitudinale ?

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