QCM : Ondes mécaniques progressives (15 questions)

Question 1

1. Quelle grandeur physique étudie-t-on pour décrire la variation associée à la propagation d’une onde mécanique ?

La célérité

L’élongation

La masse du milieu

La distance entre les points du milieu

Explication

L’élongation est la grandeur physique qui varie pendant la propagation et permet de l’étudier. La célérité décrit la vitesse de propagation, plutôt que la variation locale du milieu.

Answer

L’élongation

Question 2

2. Comment définit-on la longueur d’onde $\lambda$ dans un milieu parcouru par une onde ?

Le nombre de périodes qui se produisent en une seconde

La distance parcourue par un point du milieu au cours d’une période

La plus petite durée séparant deux passages dans la même position

La plus petite distance séparant deux points du milieu en phase

Explication

La longueur d’onde est la plus petite distance entre deux points en phase et se mesure en mètres. La durée séparant deux états identiques d’un point est la période.

Answer

La plus petite distance séparant deux points du milieu en phase

Question 3

3. L’onde passe en $M_1$ à l’instant $t_1$ , puis en $M_2$ à l’instant $t_2$ ; quelle relation donne le retard $\tau$ entre ces passages ?

\tau = t_1 + t_2

\tau = t_2 / t_1

\tau = t_2 - t_1

\tau = t_1 - t_2

Explication

Le retard se calcule en soustrayant l’instant du passage en $M_1$ de celui du passage en $M_2$ . La soustraction inversée donnerait un signe négatif lorsque l’onde atteint $M_2$ après $M_1$ .

Answer

$$\tau = t_2 - t_1$$

Question 4

4. Que représente le retard entre deux points traversés successivement par une même onde ?

La durée pendant laquelle le premier point reste déplacé

La distance entre les deux points divisée par la vitesse d’un objet

La durée séparant le passage de l’onde aux deux points

La vitesse à laquelle les particules du milieu se déplacent

Explication

Le retard correspond à la durée entre le passage de l’onde en un premier point et son passage en un second. Il ne désigne pas la vitesse de déplacement des particules du milieu.

Answer

La durée séparant le passage de l’onde aux deux points

Question 5

5. Dans une onde transversale, comment s’oriente le déplacement du milieu par rapport à la propagation de l’onde ?

Il se fait dans une direction sans relation avec la propagation.

Il est parallèle à la direction de propagation.

Il alterne entre une direction parallèle et une direction opposée.

Il est perpendiculaire à la direction de propagation.

Explication

Une onde est transversale lorsque le déplacement du milieu est perpendiculaire à sa direction de propagation. Un déplacement parallèle correspond à une onde longitudinale.

Answer

Il est perpendiculaire à la direction de propagation.

Question 6

6. Une perturbation se propage le long d’un milieu tandis que ses points se déplacent parallèlement à cette propagation : de quel type d’onde s’agit-il ?

D’une onde sans déplacement du milieu

D’une onde transversale

D’une onde caractérisée par un déplacement perpendiculaire

D’une onde longitudinale

Explication

Le déplacement parallèle à la direction de propagation définit une onde longitudinale. Un déplacement perpendiculaire caractérise au contraire une onde transversale.

Answer

D’une onde longitudinale

Question 7

7. Quelle association donne les célérités du son dans l’air, l’eau et l’acier, dans cet ordre ?

1 500 m·s⁻¹, 340 m·s⁻¹ et 5 600 m·s⁻¹

5 600 m·s⁻¹, 1 500 m·s⁻¹ et 340 m·s⁻¹

340 m·s⁻¹, 5 600 m·s⁻¹ et 1 500 m·s⁻¹

340 m·s⁻¹, 1 500 m·s⁻¹ et 5 600 m·s⁻¹

Explication

La célérité du son est de 340 m·s⁻¹ dans l’air, de 1 500 m·s⁻¹ dans l’eau et de 5 600 m·s⁻¹ dans l’acier. L’association qui attribue 1 500 m·s⁻¹ à l’air et 340 m·s⁻¹ à l’eau inverse ces deux milieux.

Answer

340 m·s⁻¹, 1 500 m·s⁻¹ et 5 600 m·s⁻¹

Question 8

8. Une onde parcourt une distance $d$ entre deux points avec un retard $\tau$ ; comment calcule-t-on sa célérité $v$ ?

v = \frac{\tau}{d}

v = d + \tau

v = \frac{d}{\tau}

v = d \times \tau

Explication

La célérité est le rapport de la distance parcourue au retard correspondant. Le rapport inversé décrit le temps nécessaire par unité de distance, et non une vitesse.

Answer

$$v = \frac{d}{\tau}$$

Question 9

9. Une onde se propage à $6\,\text{m/s}$ et a une période de $0{,}5\,\text{s}$ ; quelle est sa longueur d’onde ?

6{,}5\,\text{m}

, car la longueur d’onde vaut la somme de la vitesse et de la période

3\,\text{m}

, car la longueur d’onde vaut la vitesse multipliée par la période

0{,}083\,\text{m}

, car la longueur d’onde vaut la période divisée par la vitesse

12\,\text{m}

, car la longueur d’onde vaut la vitesse divisée par la période

Explication

La longueur d’onde est la distance parcourue pendant une période : $\lambda = vT = 6 \times 0{,}5 = 3\,\text{m}$ . Diviser la vitesse par la période donnerait ici une grandeur différente de la distance parcourue en un cycle.

Answer

$$3\,\text{m}$$, car la longueur d’onde vaut la vitesse multipliée par la période

Question 10

10. Qu’est-ce qui caractérise une onde sinusoïdale par rapport aux ondes périodiques en général ?

Ses perturbations se répètent dans l’espace, sans présenter de périodicité temporelle

Ses variations suivent la fonction sinus, ce qui en fait un cas particulier d’onde périodique

Ses variations se répètent dans le temps, sans qu’elles suivent une fonction sinus

Son amplitude augmente régulièrement, tandis que sa forme reste périodique

Explication

Une onde sinusoïdale est périodique et ses variations suivent la fonction sinus. Une onde périodique peut se répéter sans avoir une forme sinusoïdale.

Answer

Ses variations suivent la fonction sinus, ce qui en fait un cas particulier d’onde périodique

Question 11

11. Quel mécanisme permet à une onde mécanique longitudinale de se propager dans un milieu ?

Des déplacements perpendiculaires qui forment des crêtes successives

Des déplacements permanents de matière d’une extrémité à l’autre

Des compressions et des dilatations successives du milieu

Des rotations successives du milieu autour de l’axe de propagation

Explication

Une onde longitudinale se propage par des compressions et des dilatations successives du milieu. Des déplacements perpendiculaires décrivent plutôt le caractère transversal d’une onde.

Answer

Des compressions et des dilatations successives du milieu

Question 12

12. Que transporte une onde mécanique progressive lorsqu’elle se propage de proche en proche dans un milieu matériel ?

Ni énergie ni matière, mais une déformation permanente

De l’énergie et de la matière sur toute la distance parcourue

De l’énergie, sans transport global de matière

De la matière, sans transport d’énergie

Explication

La perturbation transmet de l’énergie dans le milieu sans entraîner un transport global de matière. Une perturbation permanente ne caractérise pas la propagation d’une onde mécanique.

Answer

De l’énergie, sans transport global de matière

Question 13

13. Une onde effectue 12 périodes en 3 secondes ; quelle grandeur et quelle valeur décrivent son rythme de répétition ?

La période, égale à 4 secondes

La longueur d’onde, égale à 4 mètres

La fréquence, égale à 0,25 hertz

La fréquence, égale à 4 hertz

Explication

La fréquence compte le nombre de périodes par seconde : $12/3 = 4$ hertz. La période est une durée par cycle et ne se mesure pas en hertz.

Answer

La fréquence, égale à 4 hertz

Question 14

14. Quelle relation permet de calculer la fréquence $f$ à partir de la période $T$ ?

f = T^2

f = T

f = \frac{1}{T}

f = \frac{1}{T^2}

Explication

La fréquence est l’inverse de la période, selon $f = \frac{1}{T}$ . La période elle-même ne donne pas la fréquence par une égalité directe, car les deux grandeurs sont inverses.

Answer

$$f = \frac{1}{T}$$

Question 15

15. Que représente la période $T$ d’une onde en un point du milieu ?

La plus petite durée au bout de laquelle ce point retrouve la même position

La plus petite distance entre deux points successifs qui sont en phase

Le nombre de répétitions de l’onde observées en une seconde

La distance parcourue par l’onde pendant une seconde

Explication

La période est la plus petite durée nécessaire pour que le point retrouve la même position, et elle se mesure en secondes. La distance entre deux points en phase correspond plutôt à la longueur d’onde.

Answer

La plus petite durée au bout de laquelle ce point retrouve la même position

QCM : Ondes mécaniques progressives (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur physique étudie-t-on pour décrire la variation associée à la propagation d’une onde mécanique ?

2. Comment définit-on la longueur d’onde $\lambda$ dans un milieu parcouru par une onde ?

3. L’onde passe en $M_1$ à l’instant $t_1$ , puis en $M_2$ à l’instant $t_2$ ; quelle relation donne le retard $\tau$ entre ces passages ?

4. Que représente le retard entre deux points traversés successivement par une même onde ?

5. Dans une onde transversale, comment s’oriente le déplacement du milieu par rapport à la propagation de l’onde ?

6. Une perturbation se propage le long d’un milieu tandis que ses points se déplacent parallèlement à cette propagation : de quel type d’onde s’agit-il ?

7. Quelle association donne les célérités du son dans l’air, l’eau et l’acier, dans cet ordre ?

8. Une onde parcourt une distance $d$ entre deux points avec un retard $\tau$ ; comment calcule-t-on sa célérité $v$ ?

9. Une onde se propage à $6\,\text{m/s}$ et a une période de $0{,}5\,\text{s}$ ; quelle est sa longueur d’onde ?

10. Qu’est-ce qui caractérise une onde sinusoïdale par rapport aux ondes périodiques en général ?

11. Quel mécanisme permet à une onde mécanique longitudinale de se propager dans un milieu ?

12. Que transporte une onde mécanique progressive lorsqu’elle se propage de proche en proche dans un milieu matériel ?

13. Une onde effectue 12 périodes en 3 secondes ; quelle grandeur et quelle valeur décrivent son rythme de répétition ?

14. Quelle relation permet de calculer la fréquence $f$ à partir de la période $T$ ?

15. Que représente la période $T$ d’une onde en un point du milieu ?

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QCM : Ondes mécaniques progressives (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur physique étudie-t-on pour décrire la variation associée à la propagation d’une onde mécanique ?

2. Comment définit-on la longueur d’onde λ\lambdaλ dans un milieu parcouru par une onde ?

3. L’onde passe en M1M_1M1​ à l’instant t1t_1t1​, puis en M2M_2M2​ à l’instant t2t_2t2​ ; quelle relation donne le retard τ\tauτ entre ces passages ?

4. Que représente le retard entre deux points traversés successivement par une même onde ?

5. Dans une onde transversale, comment s’oriente le déplacement du milieu par rapport à la propagation de l’onde ?

6. Une perturbation se propage le long d’un milieu tandis que ses points se déplacent parallèlement à cette propagation : de quel type d’onde s’agit-il ?

7. Quelle association donne les célérités du son dans l’air, l’eau et l’acier, dans cet ordre ?

8. Une onde parcourt une distance ddd entre deux points avec un retard τ\tauτ ; comment calcule-t-on sa célérité vvv ?

9. Une onde se propage à 6 m/s6\,\text{m/s}6m/s et a une période de 0,5 s0{,}5\,\text{s}0,5s ; quelle est sa longueur d’onde ?

10. Qu’est-ce qui caractérise une onde sinusoïdale par rapport aux ondes périodiques en général ?

11. Quel mécanisme permet à une onde mécanique longitudinale de se propager dans un milieu ?

12. Que transporte une onde mécanique progressive lorsqu’elle se propage de proche en proche dans un milieu matériel ?

13. Une onde effectue 12 périodes en 3 secondes ; quelle grandeur et quelle valeur décrivent son rythme de répétition ?

14. Quelle relation permet de calculer la fréquence fff à partir de la période TTT ?

15. Que représente la période TTT d’une onde en un point du milieu ?

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2. Comment définit-on la longueur d’onde $\lambda$ dans un milieu parcouru par une onde ?

3. L’onde passe en $M_1$ à l’instant $t_1$ , puis en $M_2$ à l’instant $t_2$ ; quelle relation donne le retard $\tau$ entre ces passages ?

8. Une onde parcourt une distance $d$ entre deux points avec un retard $\tau$ ; comment calcule-t-on sa célérité $v$ ?

9. Une onde se propage à $6\,\text{m/s}$ et a une période de $0{,}5\,\text{s}$ ; quelle est sa longueur d’onde ?

14. Quelle relation permet de calculer la fréquence $f$ à partir de la période $T$ ?

15. Que représente la période $T$ d’une onde en un point du milieu ?