Les ondes mécaniques : définition et exemples
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Premier
exemple :
Un objet de petite dimension flotte sur une étendue
d’eau calme. Il n’y a ni vent, ni courant.
Un promeneur jette une pierre dans l’eau, à
proximité de l’objet flottant.
• Qu’observe-t-on ?
La surface de l’eau est animée
d’un mouvement qui tend à se répéter
en s’éloignant de la position où la
pierre a touché la surface de l’eau.
On peut aussi dire que, la pierre jetée dans l’eau a
créé une perturbation qui se
traduit ici par un mouvement de la surface de
l’eau : en un point considéré
de la surface, l’eau
s’écarte de sa position d’équilibre au
passage de la perturbation puis revient dans sa position
d’équilibre après le passage de la
perturbation.
Ce mouvement se propage à la surface de
l’eau. Au bout de quelques secondes, on constate que
l’objet flottant est soumis à ce même
mouvement, et qu’après le passage de cette
perturbation, l’objet reprend sa position initiale
sans aucun déplacement :
la propagation de la
perturbation s’est effectuée sans transport de la
matière.
Autrement dit, une onde mécanique a été
créée en jetant une pierre dans l’eau (source
de l’onde). Cette onde mécanique se visualise par un
mouvement de la surface de l’eau (perturbation) qui se
propage à la surface de l’eau (milieu
matériel de propagation) sans transport de
matière.
De façon générale
:
Une onde mécanique est un phénomène de
propagation d’une perturbation dans un milieu
matériel, sans transport de matière. Elle
ne se propage donc pas dans le vide.La perturbation correspond à une
variation d’une propriété
mécanique (vitesse, position,
énergie, etc.) des
points d’un milieu
matériel.
Remarque : la propagation d’une onde mécanique peut se faire dans des milieux à une, deux ou trois dimensions. La direction dans laquelle la perturbation se déplace est la direction de propagation.
Deuxième
exemple :
Une corde horizontale est attachée à une
extrémité. Avec la main, on soumet à la
corde une brusque secousse verticale.
• Qu’observe-t-on ?
On observe une perturbation
qui se propage le long de la corde
(milieu matériel de la propagation).
Cette perturbation crée un petit déplacement de
chacun des points de la corde par rapport à sa position
d’équilibre. Au passage de la perturbation, un point
M de la corde s’élève, culmine, puis
redescend.
La perturbation s’est déplacée
horizontalement le long de la corde (direction de la
propagation). Au cours de la déformation, les
points de la corde se sont déplacés verticalement
de leur position d’équilibre.
Cette onde est donc dite
transversale.
De façon
générale :
Si la déformation du milieu matériel a lieu
normalement (c'est-à-dire perpendiculairement) à la
direction de la propagation de la perturbation, alors
l’onde est dite transversale.

Remarque : La valeur maximale de y par rapport à la position d’équilibre est l’amplitude de la déformation.
Troisième exemple :
On dispose d’un ressort tendu
horizontalement. A l’extrémité de ce ressort,
on comprime quelques spires, puis on lâche brusquement.
Qu’observe-t-on ?
On observe le déplacement de la compression le long du
ressort, celui-ci restant tendu
horizontalement.
Autrement dit, la perturbation créée est le petit
déplacement de chaque spire par rapport à sa
position d’équilibre, qui se propage le long du
ressort tendu (milieu matériel de
propagation).
La perturbation s’est déplacée
horizontalement le long du ressort (direction de la
propagation). Au cours de la déformation, les
points du ressort se sont déplacés
horizontalement de leur position
d’équilibre. Cette onde est donc dite
longitudinale.

De façon générale :
Si la déformation du milieu matériel a lieu
parallèlement à la direction de la propagation de
la perturbation, alors l’onde est dite longitudinale.
On appelle onde mécanique le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu, sans transport de matière.
- Si la déformation du milieu matériel est normale à la direction de la propagation, alors l’onde est dite transversale.
- Si la déformation du milieu est parallèle à la direction de propagation, alors l’onde est dite longitudinale.
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