QCM : Ondes mécaniques progressives et périodiques — 15 questions

Question 1

1. Une perturbation parcourt la distance $M_1M_2$ en une durée $\tau$ . Quelle relation permet de calculer sa célérité ?

v = \frac{M_1M_2}{\tau}

v = M_1M_2 \times \tau

v = \frac{1}{M_1M_2 \times \tau}

v = \frac{\tau}{M_1M_2}

Explication

La célérité est le quotient de la distance parcourue par la durée de propagation, soit $v = \frac{M_1M_2}{\tau}$ . La fréquence, elle, est liée à l’inverse d’une période et ne se calcule pas avec cette relation.

Answer

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

Question 2

2. Un signal présente 50 motifs élémentaires pendant une seconde ; quelle grandeur cette information permet-elle de déterminer directement ?

La fréquence du signal, exprimée en hertz

La célérité du signal, exprimée en hertz

La longueur d’onde du signal, exprimée en secondes

La période du signal, exprimée en mètres

Explication

La fréquence indique le nombre de motifs élémentaires présents en une seconde ; ici, elle vaut donc 50 hertz. La période décrit la durée d’un seul motif et ne se déduit pas directement comme une longueur.

Answer

La fréquence du signal, exprimée en hertz

Question 3

3. Une corde est agitée verticalement tandis que la perturbation se propage horizontalement : de quel type d’onde s’agit-il ?

D’une onde transversale, car la perturbation se déplace dans le milieu matériel.

D’une onde longitudinale, car la corde transmet une énergie progressive.

D’une onde transversale, car le déplacement est perpendiculaire à la propagation.

D’une onde longitudinale, car le mouvement suit une direction régulière.

Explication

Une onde est transversale lorsque le déplacement des points du milieu est perpendiculaire à la direction de propagation. Une onde longitudinale présenterait un déplacement parallèle à cette direction.

Answer

D’une onde transversale, car le déplacement est perpendiculaire à la propagation.

Question 4

4. Comment définit-on la longueur d’onde $\lambda$ d’une onde périodique ?

La distance parcourue par l’onde pendant un motif temporel

Le nombre de motifs parcourus pendant une seconde

La durée d’un motif élémentaire dans le temps

La longueur d’un motif élémentaire dans l’espace

Explication

La longueur d’onde est la période spatiale : elle correspond à la longueur d’un motif élémentaire. La durée d’un motif est la période temporelle, qui est une grandeur différente.

Answer

La longueur d’un motif élémentaire dans l’espace

Question 5

5. Que représente la période temporelle $T$ d’un signal périodique ?

La durée nécessaire pour parcourir une longueur d’onde donnée

La durée d’un motif élémentaire avant sa répétition identique

L’amplitude maximale atteinte par le signal au cours du temps

Le nombre de motifs élémentaires observés pendant une seconde

Explication

La période temporelle mesure la durée séparant deux répétitions identiques d’un motif. La fréquence correspond plutôt au nombre de motifs observés en une seconde.

Answer

La durée d’un motif élémentaire avant sa répétition identique

Question 6

6. Quelle propriété définit une onde mécanique progressive ?

Elle transforme une perturbation en mouvement permanent du milieu.

Elle transmet une fréquence sans nécessiter de milieu matériel.

Elle transporte de l’énergie sans transport global de matière.

Elle déplace durablement la matière dans la direction de propagation.

Explication

Une onde mécanique progressive est une perturbation qui se propage dans un milieu matériel en transportant de l’énergie, sans transport global de matière. Un déplacement durable de matière ne constitue donc pas la définition d’une onde mécanique progressive.

Answer

Elle transporte de l’énergie sans transport global de matière.

Question 7

7. Que mesure la célérité d’une onde ?

La distance parcourue par la matière entraînée derrière la perturbation.

La durée nécessaire pour qu’un point du milieu effectue une oscillation.

Le nombre de motifs qui se répètent dans le milieu pendant une seconde.

La vitesse à laquelle la perturbation atteint successivement différents points.

Explication

La célérité mesure la vitesse de propagation de l’onde entre deux points successivement atteints par la perturbation. Le nombre de motifs répétés par seconde correspond plutôt à la fréquence.

Answer

La vitesse à laquelle la perturbation atteint successivement différents points.

Question 8

8. Pourquoi le son est-il classé parmi les ondes mécaniques progressives ?

Parce qu’il correspond à une lumière produite par les vibrations de l’air.

Parce qu’il reste localisé tout en modifiant la fréquence du milieu.

Parce qu’il se propage dans un milieu matériel en transportant de l’énergie.

Parce qu’il se propage dans le vide en transportant de la matière.

Explication

Le son est une onde mécanique progressive, car sa propagation nécessite un milieu matériel, notamment l’air, et elle transporte de l’énergie. Une propagation dans le vide correspondrait à une autre catégorie de phénomène.

Answer

Parce qu’il se propage dans un milieu matériel en transportant de l’énergie.

Question 9

9. Dans quel cas une onde mécanique périodique est-elle qualifiée de sinusoïdale ?

Lorsque sa source produit une vibration dont l’amplitude augmente à chaque période

Lorsque sa source vibre selon une fonction sinusoïdale du temps, de période

T

Lorsque sa propagation s’effectue avec une célérité constante dans tous les milieux

Lorsque deux points séparés d’une longueur d’onde vibrent avec des amplitudes différentes

Explication

Une onde mécanique périodique est dite sinusoïdale lorsque la source impose une vibration décrite par une fonction sinusoïdale du temps et de période $T$ . La célérité ou la relation entre les amplitudes de deux points ne définit pas le caractère sinusoïdal.

Answer

Lorsque sa source vibre selon une fonction sinusoïdale du temps, de période $$T$$

Question 10

10. Une onde possède une fréquence $f = 4\ \text{Hz}$ et une longueur d’onde $\lambda = 0{,}5\ \text{m}$ ; quelle est sa célérité ?

0{,}125\ \text{m·s}^{-1}

4{,}5\ \text{m·s}^{-1}

8\ \text{m·s}^{-1}

2\ \text{m·s}^{-1}

Explication

La célérité vérifie $v = f \times \lambda$ , donc $v = 4 \times 0{,}5 = 2\ \text{m·s}^{-1}$ . Le quotient $\lambda / f$ ne correspond pas à la relation de célérité exprimée avec la fréquence.

Answer

$$2\ \text{m·s}^{-1}$$

Question 11

11. Deux points d’une onde sont séparés par une distance égale à une longueur d’onde $\lambda$ ; quelle relation décrit leur mouvement ?

Le second point reproduit le mouvement du premier après une demi-période et ils vibrent en opposition de phase

Le second point reproduit le mouvement du premier après une période

T

et ils vibrent en phase

Les deux points restent immobiles pendant une période complète de l’onde

Le second point reproduit le mouvement du premier avec un retard indépendant de leur séparation

Explication

Une séparation spatiale égale à $\lambda$ correspond à une répétition complète du motif : le mouvement est reproduit après une période et les points sont en phase. Une demi-période correspondrait à une opposition de phase dans certains signaux, pas à la situation décrite.

Answer

Le second point reproduit le mouvement du premier après une période $$T$$ et ils vibrent en phase

Question 12

12. Quel classement dimensionnel associe correctement les phénomènes étudiés à leur modèle de propagation ?

Le ressort et les dominos sont à trois dimensions, tandis que l’ola et les ondes dans l’eau sont à une dimension.

Le ressort et les dominos sont à une dimension, tandis que l’ola et les ondes dans l’eau sont à trois dimensions.

Les dominos et les ondes dans l’eau sont à une dimension, tandis que le ressort et l’ola sont à trois dimensions.

Le ressort et l’ola sont à une dimension, tandis que les dominos et les ondes dans l’eau sont à trois dimensions.

Explication

Le ressort et la chute de dominos sont modélisés comme des ondes à une dimension, alors que l’ola et les ondes dans l’eau sont modélisées comme des ondes à trois dimensions. Cette distinction dépend du nombre de directions de propagation permises par le milieu.

Answer

Le ressort et les dominos sont à une dimension, tandis que l’ola et les ondes dans l’eau sont à trois dimensions.

Question 13

13. Une onde a une célérité $v = 3\ \text{m·s}^{-1}$ et une période $T = 2\ \text{s}$ ; quelle est sa longueur d’onde ?

1{,}5\ \text{m}

6\ \text{m}

5\ \text{m}

0{,}67\ \text{m}

Explication

La relation $\lambda = v \times T$ donne $\lambda = 3 \times 2 = 6\ \text{m}$ . Diviser la célérité par la période conduirait à une grandeur qui ne correspond pas à la longueur d’onde recherchée.

Answer

$$6\ \text{m}$$

Question 14

14. Un signal périodique possède une période $T = 0{,}20\ \text{s}$ ; quelle est sa fréquence ?

0{,}20\ \text{Hz}

5\ \text{Hz}

50\ \text{Hz}

20\ \text{Hz}

Explication

La relation $f = \frac{1}{T}$ donne $f = \frac{1}{0{,}20} = 5\ \text{Hz}$ . Une fréquence de 20 hertz correspondrait à une période de 0,05 seconde, et non de 0,20 seconde.

Answer

$$5\ \text{Hz}$$

Question 15

15. Deux ondes identiques se propagent dans des milieux de nature différente : quelle conclusion est correcte concernant leur vitesse ?

Leur vitesse peut être différente, car elle dépend de la nature du milieu.

Leur vitesse est identique, car elle dépend principalement de la forme de l’onde.

Leur vitesse dépend uniquement de la distance parcourue par chaque perturbation.

Leur vitesse est nulle dans l’un des milieux, car l’énergie ne se conserve pas.

Explication

La vitesse de propagation d’une onde dépend de la nature du milieu qu’elle traverse, si bien que deux milieux différents peuvent donner des célérités différentes. La forme de l’onde ou la distance parcourue ne suffit pas à déterminer cette vitesse.

Answer

Leur vitesse peut être différente, car elle dépend de la nature du milieu.

QCM : Ondes mécaniques progressives et périodiques — 15 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une perturbation parcourt la distance $M_1M_2$ en une durée $\tau$ . Quelle relation permet de calculer sa célérité ?

2. Un signal présente 50 motifs élémentaires pendant une seconde ; quelle grandeur cette information permet-elle de déterminer directement ?

3. Une corde est agitée verticalement tandis que la perturbation se propage horizontalement : de quel type d’onde s’agit-il ?

4. Comment définit-on la longueur d’onde $\lambda$ d’une onde périodique ?

5. Que représente la période temporelle $T$ d’un signal périodique ?

6. Quelle propriété définit une onde mécanique progressive ?

7. Que mesure la célérité d’une onde ?

8. Pourquoi le son est-il classé parmi les ondes mécaniques progressives ?

9. Dans quel cas une onde mécanique périodique est-elle qualifiée de sinusoïdale ?

10. Une onde possède une fréquence $f = 4\ \text{Hz}$ et une longueur d’onde $\lambda = 0{,}5\ \text{m}$ ; quelle est sa célérité ?

11. Deux points d’une onde sont séparés par une distance égale à une longueur d’onde $\lambda$ ; quelle relation décrit leur mouvement ?

12. Quel classement dimensionnel associe correctement les phénomènes étudiés à leur modèle de propagation ?

13. Une onde a une célérité $v = 3\ \text{m·s}^{-1}$ et une période $T = 2\ \text{s}$ ; quelle est sa longueur d’onde ?

14. Un signal périodique possède une période $T = 0{,}20\ \text{s}$ ; quelle est sa fréquence ?

15. Deux ondes identiques se propagent dans des milieux de nature différente : quelle conclusion est correcte concernant leur vitesse ?

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QCM : Ondes mécaniques progressives et périodiques — 15 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une perturbation parcourt la distance M1M2M_1M_2M1​M2​ en une durée τ\tauτ. Quelle relation permet de calculer sa célérité ?

2. Un signal présente 50 motifs élémentaires pendant une seconde ; quelle grandeur cette information permet-elle de déterminer directement ?

3. Une corde est agitée verticalement tandis que la perturbation se propage horizontalement : de quel type d’onde s’agit-il ?

4. Comment définit-on la longueur d’onde λ\lambdaλ d’une onde périodique ?

5. Que représente la période temporelle TTT d’un signal périodique ?

6. Quelle propriété définit une onde mécanique progressive ?

7. Que mesure la célérité d’une onde ?

8. Pourquoi le son est-il classé parmi les ondes mécaniques progressives ?

9. Dans quel cas une onde mécanique périodique est-elle qualifiée de sinusoïdale ?

10. Une onde possède une fréquence f=4 Hzf = 4\ \text{Hz}f=4 Hz et une longueur d’onde λ=0,5 m\lambda = 0{,}5\ \text{m}λ=0,5 m ; quelle est sa célérité ?

11. Deux points d’une onde sont séparés par une distance égale à une longueur d’onde λ\lambdaλ ; quelle relation décrit leur mouvement ?

12. Quel classement dimensionnel associe correctement les phénomènes étudiés à leur modèle de propagation ?

13. Une onde a une célérité v=3 m⋅s−1v = 3\ \text{m·s}^{-1}v=3 m⋅s−1 et une période T=2 sT = 2\ \text{s}T=2 s ; quelle est sa longueur d’onde ?

14. Un signal périodique possède une période T=0,20 sT = 0{,}20\ \text{s}T=0,20 s ; quelle est sa fréquence ?

15. Deux ondes identiques se propagent dans des milieux de nature différente : quelle conclusion est correcte concernant leur vitesse ?

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1. Une perturbation parcourt la distance $M_1M_2$ en une durée $\tau$ . Quelle relation permet de calculer sa célérité ?

4. Comment définit-on la longueur d’onde $\lambda$ d’une onde périodique ?

5. Que représente la période temporelle $T$ d’un signal périodique ?

10. Une onde possède une fréquence $f = 4\ \text{Hz}$ et une longueur d’onde $\lambda = 0{,}5\ \text{m}$ ; quelle est sa célérité ?

11. Deux points d’une onde sont séparés par une distance égale à une longueur d’onde $\lambda$ ; quelle relation décrit leur mouvement ?

13. Une onde a une célérité $v = 3\ \text{m·s}^{-1}$ et une période $T = 2\ \text{s}$ ; quelle est sa longueur d’onde ?

14. Un signal périodique possède une période $T = 0{,}20\ \text{s}$ ; quelle est sa fréquence ?