QCM : Ondes mécaniques progressives — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que transporte une onde mécanique progressive lorsqu’elle se propage dans un milieu matériel ?

De la matière sans transfert notable d’énergie
Ni matière ni énergie entre les deux points
De la matière et de l’énergie à la même vitesse
De l’énergie sans transport global de matière

De l’énergie sans transport global de matière

Explication

Une onde mécanique progressive transmet une perturbation et de l’énergie, tandis que la matière du milieu ne se déplace pas globalement avec l’onde. Confondre le déplacement local des particules avec un transport de matière conduit donc à choisir une réponse incorrecte.

2. Quelle condition est indispensable à la propagation d’une onde mécanique ?

La présence d’un champ électrique variable
La présence d’un milieu matériel déformable
L’absence de toute particule dans l’espace
La production constante de lumière visible

La présence d’un milieu matériel déformable

Explication

Une onde mécanique a besoin d’un milieu matériel dont les éléments peuvent transmettre la perturbation de proche en proche. Un champ électrique ou la lumière relève d’autres phénomènes ondulatoires et ne constitue pas la condition définissant une onde mécanique.

3. Lorsqu’une onde sonore se propage dans l’air, que font principalement les molécules d’air ?

Elles avancent avec l’onde jusqu’à l’auditeur
Elles oscillent autour de leur position d’équilibre
Elles se déplacent latéralement hors de la zone sonore
Elles restent immobiles pendant le déplacement sonore

Elles oscillent autour de leur position d’équilibre

Explication

Les molécules d’air sont écartées de leur position d’équilibre puis oscillent localement, ce qui permet à la perturbation de se transmettre de proche en proche. Elles ne voyagent donc pas avec l’onde jusqu’à l’auditeur.

4. Après le passage d’une houle, quel mouvement décrit correctement un bateau flottant ?

Il avance horizontalement avec la houle et quitte sa zone initiale
Il se déplace verticalement puis revient vers sa position initiale
Il reste fixe tandis que l’eau transporte toute la matière
Il suit la crête de la vague sans mouvement de retour

Il se déplace verticalement puis revient vers sa position initiale

Explication

Dans la houle, le bateau bouge localement verticalement avant de revenir à sa position initiale, tandis que la perturbation continue sa propagation. L’idée qu’il avance durablement avec la vague confond le mouvement local du bateau avec celui de l’onde.

5. Deux points d’un milieu sont atteints par une onde aux instants t1t_1 et t2t_2 ; comment exprime-t-on le retard entre ces deux points ?

τ=t2×t1\tau = t_2 \times t_1
τ=t1+t2\tau = t_1 + t_2
τ=t2−t1\tau = t_2 - t_1
τ=t1t2\tau = \frac{t_1}{t_2}

$$\tau = t_2 - t_1$$

Explication

Le retard est la durée séparant les deux instants d’arrivée, donc il se calcule par τ=t2−t1\tau = t_2 - t_1. Une somme ou un produit d’instants ne représente pas la durée du trajet de l’onde entre les deux points.

6. Une onde parcourt une distance dd en un retard τ\tau ; quelle expression donne sa célérité ?

v=d×τv = d \times \tau
v=dτv = \frac{d}{\tau}
v=τdv = \frac{\tau}{d}
v=d−τv = d - \tau

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

Explication

La célérité correspond à la distance parcourue divisée par la durée du trajet, soit v=dτv = \frac{d}{\tau}. Le retard mesure la durée de propagation et ne doit donc pas être placé au numérateur.

7. Dans quelles conditions la célérité d’une onde peut-elle changer ?

Lorsque le retard devient indépendant de la distance
Lorsque le milieu de propagation est différent
Lorsque la matière est transportée avec l’onde
Lorsque la perturbation cesse d’être une onde

Lorsque le milieu de propagation est différent

Explication

La célérité d’une onde dépend du milieu dans lequel elle se propage ; un changement de milieu peut donc modifier sa valeur. Cette dépendance ne signifie pas que l’onde transporte globalement la matière avec elle.

8. Une vague parcourt 5,0 km en 6 minutes. Quelle est sa célérité approximative ?

Environ 14 m·s⁻¹
Environ 0,83 m·s⁻¹
Environ 1 800 m·s⁻¹
Environ 300 m·s⁻¹

Environ 14 m·s⁻¹

Explication

Il faut convertir 5,0 km en 5 000 m et 6 minutes en 360 s, puis calculer le rapport distance-durée, soit environ 14 m·s⁻¹. La valeur de 0,83 m·s⁻¹ résulte d’une conversion ou d’un calcul inadapté des données.

9. Une onde se propage à 2,7 m·s⁻¹ et doit parcourir 5,5 × 10³ m. Quel retard subit le signal ?

Environ 0,00049 minute
Environ 2 040 minutes
Environ 5,5 minutes
Environ 34 minutes

Environ 34 minutes

Explication

Le retard se calcule en divisant la distance par la célérité : t=5 5002,7≈2 037 st = \frac{5\,500}{2,7} \approx 2\,037\ \text{s}, soit environ 34 minutes. Multiplier la célérité par la distance ne donne pas une durée de propagation.

10. Quelle caractéristique permet de reconnaître une onde mécanique périodique ?

La perturbation se déplace sans modifier son évolution temporelle
La perturbation apparaît une fois puis disparaît sans répétition
La perturbation possède une amplitude constante en tout point
La perturbation se répète identiquement à intervalles de temps réguliers

La perturbation se répète identiquement à intervalles de temps réguliers

Explication

Une onde mécanique périodique reproduit la même perturbation à des intervalles de temps réguliers. Une perturbation isolée ne présente pas cette répétition régulière.

11. Que représente la période d’un phénomène périodique ?

Le nombre de répétitions observées pendant une seconde
La plus petite durée au bout de laquelle le phénomène se répète
La vitesse à laquelle la perturbation se propage
La distance séparant deux états identiques de l’onde

La plus petite durée au bout de laquelle le phénomène se répète

Explication

La période TT est la plus petite durée nécessaire pour retrouver le même état du phénomène, et son unité est la seconde. Le nombre de répétitions par seconde correspond à la fréquence, et non à la période.

12. Comment définit-on la fréquence d’un phénomène périodique ?

Comme la distance parcourue pendant une répétition
Comme l’amplitude maximale atteinte par le phénomène
Comme la durée nécessaire pour une répétition complète
Comme le nombre de répétitions du phénomène en une seconde

Comme le nombre de répétitions du phénomène en une seconde

Explication

La fréquence indique combien de répétitions se produisent en une seconde et s’exprime en hertz. Une durée de répétition complète correspond à la période, qui est une grandeur différente.

13. Une oscillation a une période de T=0,20 sT = 0,20\ \text{s}. Quelle est sa fréquence ?

5 Hz5\ \text{Hz}
20 Hz20\ \text{Hz}
4 Hz4\ \text{Hz}
0,20 Hz0,20\ \text{Hz}

$$5\ \text{Hz}$$

Explication

La relation f=1Tf = \frac{1}{T} donne f=10,20=5 Hzf = \frac{1}{0,20} = 5\ \text{Hz}. La période et la fréquence sont inverses : reprendre directement la valeur de TT ne fournit donc pas la fréquence.

14. Pour une source animée d’un mouvement sinusoïdal, comment évolue l’élongation d’un point de la corde ?

Elle varie sinusoïdalement avec le temps et possède la période de la source
Elle reste constante dans le temps et dépend seulement de la position
Elle se répète après une durée fixée par la célérité de propagation
Elle varie avec la distance entre deux points en phase de la corde

Elle varie sinusoïdalement avec le temps et possède la période de la source

Explication

Chaque point de la corde possède une élongation qui est une fonction sinusoïdale du temps et qui se répète avec la même période TT que la source. La distance entre points en phase caractérise la longueur d’onde, une périodicité spatiale.

15. Que désigne la longueur d’onde d’une onde progressive périodique ?

La plus petite distance entre deux points qui vibrent en phase
La plus petite durée entre deux répétitions du mouvement d’un point
Le nombre de vibrations produites par la source en une seconde
La distance parcourue par l’onde pendant une amplitude maximale

La plus petite distance entre deux points qui vibrent en phase

Explication

La longueur d’onde λ\lambda est la plus petite distance séparant deux points de l’onde qui vibrent en phase. La durée entre deux répétitions d’un point est la période temporelle, et non une distance.

16. Quelle propriété caractérise une onde progressive périodique ?

Elle présente une organisation spatiale sans répétition dans le temps
Elle présente une périodicité temporelle sans organisation spatiale
Elle se réduit à une perturbation isolée qui se déplace
Elle possède une périodicité spatiale et une périodicité temporelle

Elle possède une périodicité spatiale et une périodicité temporelle

Explication

Une onde progressive périodique se répète à la fois dans le temps et dans l’espace : elle possède donc une double périodicité. Une perturbation isolée ne présente pas cette répétition périodique.

17. Une onde mécanique progressive périodique a une célérité de 12 m⋅s−112\ \text{m·s}^{-1} et une période de 0,50 s0,50\ \text{s}. Quelle est sa longueur d’onde ?

12,5 m12,5\ \text{m}
6,0 m6,0\ \text{m}
0,042 m0,042\ \text{m}
24 m24\ \text{m}

$$6,0\ \text{m}$$

Explication

La longueur d’onde est la distance parcourue pendant une période, donc λ=vT=12×0,50=6,0 m\lambda=vT=12\times0,50=6,0\ \text{m}. La valeur 24 m24\ \text{m} provient d’une division par la période, alors que la relation appropriée ici est une multiplication.

18. Quelle relation permet de calculer la longueur d’onde d’une onde connaissant sa célérité vv et sa fréquence ff ?

λ=vf\lambda=\frac{v}{f}
λ=fv\lambda=\frac{f}{v}
λ=v×f\lambda=v\times f
λ=1v×f\lambda=\frac{1}{v\times f}

$$\lambda=\frac{v}{f}$$

Explication

La longueur d’onde se calcule à partir de la célérité et de la fréquence par λ=vf\lambda=\frac{v}{f}. La relation λ=vT\lambda=vT est également valable, mais elle utilise la période plutôt que la fréquence.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 33 flashcards sur Ondes mécaniques progressives.

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

La propagation d'une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière mais avec transport d'énergie.

Qu'impose une onde mécanique pour se propager ?

Un milieu matériel.

Que se passe-t-il aux molécules d'air lors de la propagation d'une onde sonore ?

Les molécules d'air sont écartées de leur position d'équilibre.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Ondes mécaniques progressives.

Voir la fiche →

Cours similaires

Organisme bovin et fonctions animales

SVT

Génétique et évolution

SVT

Introduction à l’écologie des systèmes

Brassages génétiques et évolution

SVT

Organisation des molécules du vivant

SVT

Vecteurs et repérage en seconde

Mathématiques

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM