Cuve à ondes : ce qui change en passant d'un milieu à l'autre

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Énoncé

Dans une cuve à ondes, un vibreur de fréquence engendre des ondes à la surface de l'eau. La cuve comporte deux zones : une zone profonde où la célérité vaut , et une zone moins profonde, séparée de la première par une marche, où la célérité n'est plus que . 1) Calculer la longueur d'onde dans la zone profonde. 2) La fréquence de l'onde est-elle modifiée au franchissement de la marche ? Justifier soigneusement. 3) En déduire la longueur d'onde dans la zone peu profonde. 4) Établir l'expression du rapport en fonction des célérités, et vérifier numériquement. 5) Sur une photographie prise du dessus, comment reconnaît-on visuellement la zone peu profonde ?

Indices

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1 Indice 1
La fréquence est imposée par la source : elle ne change jamais au passage d'un milieu à l'autre. Seules la célérité et la longueur d'onde s'ajustent.
2 Indice 2
De $\lambda = \dfrac{v}{N}$ à fréquence constante, le rapport des longueurs d'onde égale celui des célérités. Une zone où les rides sont resserrées est une zone lente.

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La méthode — par où commencer

La fréquence est imposée par la source : elle ne change jamais au passage d'un milieu à l'autre. Seules la célérité et la longueur d'onde s'ajustent.

De à fréquence constante, le rapport des longueurs d'onde égale celui des célérités. Une zone où les rides sont resserrées est une zone lente.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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