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Les ondes mécaniques sont des impulsions énergétiques qui se déplacent à travers un milieu. Ils dilatent ou compressent momentanément la substance lors de leur passage, de sorte que les objets solides, liquides et gazeux puissent conduire à des ondes mécaniques, tandis que le vide les fait cesser. Les tremblements de terre, le son et les vagues de l’océan en sont des exemples. Certaines expériences peuvent facilement montrer le fonctionnement d’une onde mécanique, la différence entre les ondes transversales et longitudinales et l’effet de la moyenne tension sur elles.
Vague d'impulsion
Attachez fermement une corde à un objet attaché étroitement à un mur, tel qu'un garde-corps. Tenez la corde et éloignez-vous du mur jusqu'à ce que la corde soit légèrement lâche. Balancez-le rapidement, comme si vous faisiez craquer un fouet. Remarquez que la vague parcourt la longueur de la corde de votre main au mur et à l’arrière. Le mur "reflète" la vague vers vous. Si vous observez de près, vous verrez que la vague qui revient dans votre main est une image inversée et miroir de la vague qui a voyagé vers le mur. Selon la troisième loi de Newton, lorsque la vague frappe le mur, elle répond au mouvement en poussant la corde dans la direction opposée. Cette réaction de la paroi entraîne l'inversion de la vague.
Vague stationnaire
Nouez une corde entre deux objets fermement attachés à un mur, en la laissant légèrement relâchée. Si vous déplacez la corde plusieurs fois vers le haut et le bas, les vagues vont et viennent entre les deux objets. Essayez de secouer la corde plus vite et plus lentement. À un moment donné, il y aura formation d'une onde stationnaire, c'est-à-dire qu'il semblera que la vague ne bouge pas. La longueur de ce type d'onde est une simple fraction de la distance entre les deux objets. Par exemple, si vous voyez une onde stationnaire avec une crête et une vallée, sa longueur correspondra exactement à la distance entre les objets. S'il y a deux crêtes et deux vallées, la longueur est la moitié de cette distance. Plus vous déplacez la corde rapidement, plus vous verrez des vagues stationnaires.
La tension
Coupez un élastique en le transformant en une bande au lieu du cercle. Tirez les extrémités jusqu'au point où l'élastique cesse de se desserrer. Faites un mouvement sur l'élastique et remarquez qu'il vibre, bien que très lentement. Tirez les pointes élastiques plus loin, augmentant la tension, et créez un autre mouvement. Notez que ça vibre plus vite. Plus la tension de l'élastique est élevée, plus les vibrations sont rapides.
Onde longitudinale
Placez un ressort de jouet sur une surface dure et étendez-le entre vous et votre partenaire. Si vous déplacez le ressort d'un côté à l'autre, vous obtenez une onde transversale, ainsi que celles créées par la corde. Le fait de tirer rapidement la pointe du ressort provoquera une onde longitudinale ou de compression. Ce type de vague ne provoque pas le ressort de se déplacer de côté; au lieu de cela, la vague se déplace dans la direction de la longueur du ressort, comprimant et étirant les spires. Comme dans l'onde transversale, l'onde longitudinale se réfléchit lorsqu'elle atteint l'autre côté. Les ondes sonores sont des ondes de compression qui se produisent lorsque les molécules sont écrasées et dispersées dans l'air.
Bell dans le vide
Ayez l'appareil à ventouses dans vos mains, ainsi qu'une batterie de six volts et une pompe à vide. Assurez-vous que le bouchon du réservoir contenant la cloche est bien vissé. Connectez la batterie à la cloche et vous pouvez l’entendre jouer fort. Raccordez la pompe à vide à un tuyau flexible, qui doit être raccordé à une ouverture de réservoir. Allumez la pompe à vide. Connectez la cloche à la batterie à nouveau. Lorsque la pompe évacue l'air du réservoir, le bruit de la cloche s'atténue jusqu'à ce qu'il soit presque impossible de l'entendre, même si le battant atteint visiblement la cloche. Débranchez le tuyau et déconnectez la pompe. Lorsque l'air retourne dans le réservoir, vous entendrez à nouveau la sonnerie. Les ondes mécaniques, comme les sons, ont besoin d’un moyen de transport. En supprimant ce support, dans ce cas, l'air, les ondes sonores disparaissent.
