Vibration d'une corde tendue entre deux points fixes, pincée ou frappée, Soutien scolaire, Cours Physique, Maxicours

Physique

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Cours / Physique / Terminale S

Vibration d'une corde tendue entre deux points fixes, pincée ou frappée

1. Oscillations forcées...
- a. Dispositif
- b. Mode fondamental
- c. Modes harmoniques
2. Oscillations libres d’une...
- a. Définition
- b. Analyse fréquentielle
- c. Timbre et hauteur de la note...

Objectifs : Une corde fixée entre deux points fixes vibre si on la soumet à des oscillations forcées ou oscille librement si on la pince ou on la frappe (cas de l’excitation d’une corde de piano ou de violon).
Comment une corde oscille-t-elle ?
Quels sont les modes de vibration d’une corde tendue ?

1. Oscillations forcées d’une corde tendue

a. Dispositif

Pour étudier les oscillations forcées d’une corde tendue, il faut utiliser un dispositif constitué de :

• un fil tendu entre deux points fixes : d’un côté, le fil est attaché à une lame, de l’autre côté, le fil est relié à une masse m par l’intermédiaire d’une poulie ;
• une lame reliée à un générateur basse fréquence (GBF) de fréquence réglable ;
• un stroboscope permettant d’observer les oscillations de la corde.

Lorsque le générateur basse fréquence est mis en route, la lame vibre à la fréquence f et transmet ses mouvements de vibration à la corde.
La fréquence de la tension sinusoïdale utilisée est égale à la fréquence transmise à la lame.
On augmente progressivement, à partir de la fréquence f = 1 Hz, la fréquence de vibration de la lame.
On observe la corde à l’aide du stroboscope.
Le stroboscope émet des éclairs régulièrement à la fréquence f_e.

b. Mode fondamental

Pour une première fréquence, notée f₁, la corde a l’allure suivante :

Ce mode de vibration est appelé mode propre de vibration. Il

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