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MrNasri mrnasri.com — Cours de physique-chimie
Première — Spé PC

12. Ondes mécaniques — propagation et son

Fiche de révision — Première spécialité physique-chimie • mrnasri.com

Ce que tu dois savoir faire :
  • Définir une onde mécanique progressive
  • Distinguer onde transversale et longitudinale
  • Calculer une vitesse de propagation
  • Exploiter les notions de période, fréquence, longueur d'onde

I. Onde mécanique progressive

Une onde est la propagation d'une perturbation sans transport de matière, mais avec transport d'énergie. Une onde mécanique nécessite un milieu matériel.

II. Ondes transversales et longitudinales

  • Transversale : la perturbation est perpendiculaire à la direction de propagation. Ex : vague sur une corde.
  • Longitudinale : la perturbation est parallèle à la direction de propagation. Ex : son dans l'air.

III. Vitesse de propagation

v = d / Δtv en m/s  •  d = distance parcourue  •  Δt = retard temporel

Quelques valeurs pour le son : air ≈ 340 m/s, eau ≈ 1 500 m/s, acier ≈ 5 000 m/s.

IV. Ondes périodiques

  • Période T : durée d'un cycle (s).
  • Fréquence f = 1/T : nombre de cycles par seconde (Hz).
  • Longueur d'onde λ : distance parcourue en une période.
v = λ · f = λ / T
Onde sonore — période et amplitude A (amplitude) T (période)

V. Niveau sonore

Le niveau sonore L se mesure en décibels (dB) :

  • Seuil d'audition : 0 dB
  • Conversation : 60 dB
  • Concert : 110 dB
  • Seuil de douleur : 120 dB

VI. Exemple type Bac

Énoncé. Un son de fréquence f = 440 Hz se propage dans l'air à v = 340 m/s.

1) Calculer la période T.

T = 1/f = 1/440 ≈ 2,27 × 10⁻³ s ≈ 2,27 ms.

2) Calculer la longueur d'onde λ.

λ = v/f = 340/440 ≈ 0,77 m ≈ 77 cm.

⚠ Erreurs fréquentes à éviter

ATTENTION
  • Confondre transversale et longitudinale.
  • Oublier de convertir Hz en s⁻¹ (en fait c'est pareil).
  • Croire que le son se propage dans le vide.
  • Confondre amplitude et longueur d'onde.

★ À retenir absolument

L'ESSENTIEL

• v = λ · f = λ / T

• Son = onde longitudinale

• Mécanique : milieu matériel requis

• Niveau sonore en décibels (dB)