Oscillations et ondes
Oscillations et ondes est une simulation interactive gratuite de StudyFi Lab. Elle fonctionne directement dans le navigateur, sans inscription ni installation.
Pendules, ressorts, ondes et interférences
Expériences
Pendule simple
Une masse au bout d’un fil de longueur L oscille sous l’effet de la pesanteur selon θ″ = −(g/L)·sin θ. Pour de petits angles, T = 2π√(L/g) et la période ne dépend pas de l’amplitude. Aux grands angles, la période réelle est plus longue. L’énergie passe de cinétique à potentielle et inversement, mais le total reste constant.
Essaie ceci: Écarte la masse de 10°, puis de 80°, et compare la période mesurée avec 2π√(L/g).
Masse sur un ressort
Un ressort de raideur k ramène la masse m vers l’équilibre et l’amortissement b la freine : x″ = −(k/m)·x − (b/m)·x′. Sans amortissement, elle oscille avec T = 2π√(m/k). Pour b = 2√(km) (amortissement critique), elle revient le plus vite sans dépasser ; avec un b plus grand, elle revient plus lentement. L’amortissement retire peu à peu de l’énergie.
Essaie ceci: Règle l’amortissement avec le bouton « Critique », puis double b : quel retour au centre est le plus rapide ?
Onde progressive
L’onde y = A·sin(kx − ωt + φ) avance vers la droite à v = λ·f, où λ est la longueur d’onde (distance entre deux crêtes voisines) et f la fréquence. La particule marquée ne fait que monter et descendre : l’onde transporte de l’énergie, pas de la matière.
Essaie ceci: Double la fréquence et observe comment la vitesse v change. Double ensuite la longueur d’onde.
Onde stationnaire sur une corde
Une corde de longueur L fixée aux deux extrémités ne peut vibrer que si un nombre entier de demi-longueurs d’onde y tient : λₙ = 2L/n. D’où fₙ = n·v/(2L), où v est la célérité de l’onde sur la corde. Les nœuds (points immobiles) sont en x = kL/n, avec entre eux les ventres d’amplitude maximale.
Essaie ceci: Passe du 1er au 2e puis au 3e harmonique : combien de fois la fréquence augmente-t-elle, et combien y a-t-il de nœuds ?
Interférence de deux sources
Deux sources qui vibrent en phase émettent des ondes de même longueur d’onde λ. Là où la différence de marche Δr = |r₁ − r₂| est un nombre entier de longueurs d’onde, les ondes s’ajoutent (frange brillante) ; là où Δr est un multiple impair de λ/2, elles s’annulent (frange sombre). La couleur indique l’intensité I = cos²(πΔr/λ).
Essaie ceci: Éloigne les sources et observe le nombre de franges augmenter. Fais ensuite glisser le point P sur une frange sombre et lis Δr/λ.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que Oscillations et ondes ?
Oscillations et ondes est une simulation interactive gratuite de StudyFi Lab. Elle fonctionne directement dans le navigateur, sans inscription ni installation. Pendules, ressorts, ondes et interférences
Oscillations et ondes est-il gratuit ?
Oui. Oscillations et ondes est entièrement gratuit. Il fonctionne dans le navigateur sur ordinateur, tablette et téléphone, sans compte.
Que puis-je explorer dans Oscillations et ondes ?
Pendule simple, Masse sur un ressort, Onde progressive, Onde stationnaire sur une corde, Interférence de deux sources.
Que montre l’expérience « Pendule simple » ?
Une masse au bout d’un fil de longueur L oscille sous l’effet de la pesanteur selon θ″ = −(g/L)·sin θ. Pour de petits angles, T = 2π√(L/g) et la période ne dépend pas de l’amplitude. Aux grands angles, la période réelle est plus longue. L’énergie passe de cinétique à potentielle et inversement, mais le total reste constant.
Que montre l’expérience « Masse sur un ressort » ?
Un ressort de raideur k ramène la masse m vers l’équilibre et l’amortissement b la freine : x″ = −(k/m)·x − (b/m)·x′. Sans amortissement, elle oscille avec T = 2π√(m/k). Pour b = 2√(km) (amortissement critique), elle revient le plus vite sans dépasser ; avec un b plus grand, elle revient plus lentement. L’amortissement retire peu à peu de l’énergie.
Tu révises pour un contrôle ?
Importe tes notes et StudyFi les transforme en fiches, tests et podcasts.