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Propagation d'une onde : le signal et la célérité
GratuitPourquoi Koffi voit-il l'éclair avant d'entendre le tonnerre ? Phénomènes périodiques, signal, onde mécanique et célérité, à partir d'une situation réelle (format APC).
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Le cours
I. Les phénomènes périodiques
Un phénomène périodique se répète identique à lui-même à intervalles de temps égaux. Exemples : le jour et la nuit, les battements du cœur, le balancement d'une balançoire.
Période T : la plus petite durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit. Unité : la seconde (s).
Fréquence N : le nombre de répétitions par unité de temps. Unité : le hertz (Hz).
La relation fondamentale : N = 1 / T
Exemple résolu : le cœur au repos bat 60 fois par minute, donc T = 1 s et N = 1 Hz.
II. Le signal et l'onde
Un signal (ou perturbation) est une modification temporaire et locale d'un milieu. Jette une pierre dans la lagune : la déformation se propage en cercles, mais le bouchon qui flotte monte et descend sans avancer.
Onde mécanique : propagation d'une perturbation dans un milieu matériel, sans transport de matière. Elle ne peut pas se propager dans le vide : c'est pourquoi le son ne traverse pas l'espace.
La source est l'endroit où naît la perturbation.
III. La célérité
La vitesse de propagation d'une onde s'appelle la célérité : v = d / Δt
Application (l'orage de Koffi) : v = 1 700 m ÷ 5 s = 340 m/s, cohérent avec la référence de 342,6 m/s dans l'air à 20 °C. La lumière, elle, file à 300 millions de m/s : voilà pourquoi l'éclair devance toujours le tonnerre.
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