QCM : Ondes mécaniques progressives — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle propriété caractérise une onde mécanique progressive périodique ?

La perturbation transporte une quantité fixe de matière
La perturbation reste localisée au même endroit du milieu
La perturbation se déplace sans présenter de répétition temporelle
La perturbation se répète identiquement à intervalles de temps égaux

La perturbation se répète identiquement à intervalles de temps égaux

Explication

Une onde progressive périodique reproduit la même perturbation à intervalles de temps égaux. L’absence de répétition correspondrait à une onde non périodique, tandis qu’une perturbation localisée n’est pas progressive.

2. Que représente le retard τ\tau entre deux points M1M_1 et M2M_2 ?

La distance parcourue par l’onde pendant une seconde
La vitesse de propagation de l’onde entre les deux points
La durée nécessaire à l’onde pour parcourir M1M2M_1M_2
Le nombre de perturbations reçues entre les deux points

La durée nécessaire à l’onde pour parcourir $$M_1M_2$$

Explication

Le retard τ\tau est la durée de propagation de l’onde entre M1M_1 et M2M_2. La vitesse de propagation correspond à la célérité, qui est une grandeur différente et s’exprime en distance par unité de temps.

3. Que désigne la période temporelle TT mesurée en un point du milieu ?

Le nombre de perturbations identiques reçues chaque seconde
La distance parcourue par l’onde pendant une période
La vitesse de déplacement de la perturbation en ce point
La plus petite durée entre deux perturbations identiques

La plus petite durée entre deux perturbations identiques

Explication

La période TT est la plus petite durée séparant deux perturbations identiques observées au même point, et elle s’exprime en secondes. Le nombre de répétitions par seconde définit la fréquence, et non la période.

4. Quand une perturbation qui se propage dans l’espace et au cours du temps permet-elle de qualifier l’onde de progressive ?

Lorsqu’elle transfère de la matière avec l’énergie
Lorsqu’elle se répète à des intervalles de temps égaux
Lorsqu’elle se propage dans l’espace et au cours du temps
Lorsqu’elle reste concentrée autour d’un point fixe

Lorsqu’elle se propage dans l’espace et au cours du temps

Explication

Une onde est progressive lorsqu’une variation d’une grandeur physique se propage dans l’espace et au cours du temps. Une perturbation localisée ne possède pas cette propagation spatiale caractéristique.

5. Quelle grandeur exprime le nombre de répétitions identiques d’une perturbation par seconde ?

Le retard, exprimé en mètres
La fréquence, exprimée en hertz
La période, exprimée en secondes
La célérité, exprimée en secondes

La fréquence, exprimée en hertz

Explication

La fréquence ff mesure le nombre de répétitions de la perturbation par seconde et s’exprime en hertz. La période est une durée séparant deux répétitions identiques, tandis que le retard concerne le temps de propagation entre deux points.

6. Une onde se propage à la célérité v=12 m⋅s−1v = 12\ \text{m·s}^{-1} avec une fréquence f=3 Hzf = 3\ \text{Hz}. Quelle est sa longueur d’onde ?

4 m4\ \text{m}
36 m36\ \text{m}
9 m9\ \text{m}
15 m15\ \text{m}

$$4\ \text{m}$$

Explication

La relation λ=vf\lambda = \frac{v}{f} donne ici λ=123=4 m\lambda = \frac{12}{3} = 4\ \text{m}. La valeur 36 m36\ \text{m} résulterait d’une multiplication de la célérité par la fréquence, qui n’est pas la relation appropriée.

7. Que transporte une onde lors de sa propagation ?

Une masse matérielle qui avance avec le front d’onde
De l’énergie sans transport global de matière
De la matière sans transfert global d’énergie
Un déplacement permanent du milieu dans la direction de propagation

De l’énergie sans transport global de matière

Explication

Une onde correspond à une propagation d’énergie, tandis que la matière du milieu n’est pas transportée globalement avec elle. L’idée d’une masse qui avance avec le front d’onde confond propagation de la perturbation et déplacement de matière.

8. Quelle condition caractérise une onde mécanique ?

Elle possède une fréquence identique dans tous les milieux
Elle se propage dans le vide sans support matériel
Elle nécessite un milieu matériel pour se propager
Elle correspond à un transport permanent de matière

Elle nécessite un milieu matériel pour se propager

Explication

Une onde mécanique a besoin d’un milieu matériel pour transmettre la perturbation. La possibilité de se propager dans le vide caractérise plutôt certaines ondes qui ne sont pas mécaniques.

9. Quelle distinction décrit correctement la longueur d’onde et la période d’une onde périodique ?

La longueur d’onde est une distance spatiale, tandis que la période est une durée temporelle.
La longueur d’onde mesure une amplitude, tandis que la période mesure une énergie.
La longueur d’onde est une durée temporelle, tandis que la période est une distance spatiale.
La longueur d’onde indique une fréquence, tandis que la période indique une célérité.

La longueur d’onde est une distance spatiale, tandis que la période est une durée temporelle.

Explication

La longueur d’onde compare deux points séparés dans l’espace et présentant le même état de perturbation, alors que la période mesure une durée. Confondre ces deux grandeurs revient à remplacer une distance spatiale par un intervalle temporel.

10. Une onde périodique a une période de 0,25 s0{,}25\ \text{s}. Quelle est sa fréquence ?

4 Hz4\ \text{Hz}
25 Hz25\ \text{Hz}
0,25 Hz0{,}25\ \text{Hz}
1,25 Hz1{,}25\ \text{Hz}

$$4\ \text{Hz}$$

Explication

La relation f=1Tf=\frac{1}{T} donne f=10,25=4 Hzf=\frac{1}{0{,}25}=4\ \text{Hz}. La valeur 0,25 Hz0{,}25\ \text{Hz} correspond à la période numérique, pas au nombre de répétitions par seconde.

11. Une onde parcourt une distance de 120 m120\ \text{m} en 0,50 s0{,}50\ \text{s}. Quelle est sa célérité ?

0,0042 m⋅s−10{,}0042\ \text{m·s}^{-1}
60 m⋅s−160\ \text{m·s}^{-1}
120,5 m⋅s−1120{,}5\ \text{m·s}^{-1}
240 m⋅s−1240\ \text{m·s}^{-1}

$$240\ \text{m·s}^{-1}$$

Explication

La relation v=M1M2τv=\frac{M_1M_2}{\tau} donne ici v=1200,50=240 m⋅s−1v=\frac{120}{0{,}50}=240\ \text{m·s}^{-1}. Multiplier la distance par le retard conduirait à une grandeur qui ne représente pas une célérité.

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Mémorisez les réponses avec 27 flashcards sur Ondes mécaniques progressives.

Qu'est-ce qu'une onde ?

Un phénomène de propagation d’énergie sans transport de matière.

Qu'impose une onde progressive ?

La propagation d'une perturbation dans l’espace et le temps.

Qu'est-ce qui caractérise une onde mécanique ?

Elle a besoin d’un milieu matériel pour se propager.

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