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Transmission mouvement pendule de newton [73996]

ahalice

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Activité : 0.5 / 5
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3 messages postés


Posté le : 13/11/2010, 06:12 (Lu 7776 fois)
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Bonjour a tous,

Je suis élève de prépa en premiere année, et mon sujet de tipe est le pendule de newton.

Afin de connaitre les phénomènes physiques qui permettent la transmission du mouvement d'une boule a une autre boule. Nous avons realisé une expérience dont l'exploitation nous montre que le temps de propagation du mouvement d'une boule a une autre est assimilable a celui d'une onde sonore (donc matérielle).
Le principe du pendule etant celui des choc elsatiques, nous avons du mal a savoir si la transmission du mouvement par des phenomenes ondulatoires et la transmission d'un mouvement par choc sont liés?
Ou bien sont-ils deux pistes différences?

Merci par avance. :)

Re: Transmission mouvement pendule de newton [74036]

darrigan
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2872 messages postés


Posté le : 13/11/2010, 19:27 (Lu 7759 fois)
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Citation : ahalice
Bonjour a tous,

Je suis élève de prépa en premiere année, et mon sujet de tipe est le pendule de newton.

Afin de connaitre les phénomènes physiques qui permettent la transmission du mouvement d'une boule a une autre boule. Nous avons realisé une expérience dont l'exploitation nous montre que le temps de propagation du mouvement d'une boule a une autre est assimilable a celui d'une onde sonore (donc matérielle).
Le principe du pendule etant celui des choc elsatiques, nous avons du mal a savoir si la transmission du mouvement par des phenomenes ondulatoires et la transmission d'un mouvement par choc sont liés?
Ou bien sont-ils deux pistes différences?

Merci par avance. :)


Bonjour,

Pourrais-tu éditer ton message (bouton EDITER) et corriger tes phrases, de manière à ce qu'elles ait un sens ? Parce que là, la ponctuation est telle que les bouts de phrases n'ont aucun sens.

Merci.

Re: Transmission mouvement pendule de newton [74038]

ahalice

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Activité : 0.5 / 5
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3 messages postés


Posté le : 13/11/2010, 23:01 (Lu 7753 fois)
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OK je recommence

Bonjour a tous,

Je suis élève de prépa en premiere année, et mon sujet de tipe est le pendule de newton.

Afin de connaitre les phénomènes physiques qui permettent la transmission du mouvement d'une boule a une autre boule, nous avons realisé une expérience dont l'exploitation nous montre que le temps de propagation du mouvement d'une boule a une autre est assimilable a celui d'une onde sonore (donc matérielle).
Le principe du pendule etant celui des chocs elastiques, nous avons du mal a savoir si la transmission du mouvement par des phenomenes ondulatoires et la transmission d'un mouvement par choc sont liés?
Ou bien sont-ils deux pistes différences?

(Voila j'ai enlevé un point et je l'ai remplacé par une virgule si c'était ca qui géné, maintenant es ce que tu as une réponse ou bien c'était juste un message pour la correction de ma ponctuation?)

Re: Transmission mouvement pendule de newton [74041]

darrigan
Modérateur

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2872 messages postés


Posté le : 14/11/2010, 00:43 (Lu 7751 fois)
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Bonsoir,

Ok pour la virgule, c'est plus clair !

D'après moi, oui les transmissions du mouvement par onde et par choc sont liées.

Je vais prendre plusieurs exemples :
- Le son qui se propage dans l'air, ou dans un matériaux, liquide ou solide (barre métallique, eau dans une piscine, croûte terrestre...) : ici nous avons une propagation d'une compression locale de la matière ; on les appelle des ondes mécaniques. Ce sont des ondes soit longitudinales (dans un gaz et dans un liquide), soit transversales (dans un solide ou à un interface). Dans ces cas, au niveau microscopique, ce sont les atomes liés entre eux par des liaisons fortes (métaux, pierre) ou des molécules en interaction (gaz, liquides, solides) qui se poussent de proche en proche, du fait que ces atomes ou ces molécules ne peuvent physiquement pas se rentrer dedans comme si ils pouvaient d'interpénétrer : des forces de répulsion agissent quand on essaye de rapprocher les atomes ou molécules. Le mouvement de l'onde se transmet ainsi. A noter que ce n'est pas la matière qui se propage, mais uniquement son agitation.
- La lumière aussi peut transporter une certaine "impulsion", même si les photons (aspect corpusculaire de la lumière) n'ont pas de masse (en tout cas pas mesurable avec nos instruments actuels) : les ondes électromagnétiques (aspect ondulatoire de la lumière) peuvent transmettre une quantité de mouvement à des objets massifs et les faire avancer : c'est la pression radiative.

Je parle ici d'une transmission de mouvement. Quand tu pousses avec le doigt sur un objet posé sur la table, au niveau microscopique, tu es en train de faire entrer en collision, et donc en répulsion, les molécules de ton doigts avec les molécules en surface de l'objet. Imaginons un objet mou comme de la mousse : les molécules en surface vont se déformer et appuyer sur les molécules en contact. Le mouvement se transmet, jusqu'à ce que les molécules ne puissent plus se rapprocher plus : alors l'objet en mousse, qui avait une certaine adhérence sur la surface de la table, va se déformer. Les molécules en contact avec la surface de la table, du fait du poids de l'objet, vont frotter sur la table et vont se déformer : arrive un moment où la déformation des molécules n'est plus possible car soit elles se rapprochent trop les unes des autres, soit elles s'étirent trop et risquent de se casser : elles résistent. alors l'objet se décroche de la surface de la table d'un coup et avance d'un millimètre. Tandis que ton doigt continue à appuyer sur l'objet, la transmission des forces se poursuit de proche en proche, il se met en mouvement.

Dans le pendule de Newton, quand la bille 1 tape la bille 2, il y a un contact et une onde de propagation se crée dans la bille 2. Si jamais cette bille 2 était la dernière, alors elle partirait, car ses atomes ont reçu une impulsion. Si la bille 2 touche une bille 3, alors cette onde d'impulsion se transmet à la bille 3. Etc.

Tout à l'heure j'ai évoqué les gaz, liquides et solides. Tu remarqueras que la propagation des ondes dans les gaz sont bien plus lentes que dans les liquides et solides, car dans les liquides et solides, les molécules sont en contact, alors que dans les gaz les molécules doivent parcourir un certain espace avant de rencontrer une autre molécule (notion de libre parcours moyen).
Et d'autres part j'ai parlé d'ondes longitudinales et transversales. Tu remarqueras que les gaz et liquides ne peuvent transmettre que des ondes longitudinales sur des longues distances, et pas transversales, car les molécules dans un gaz ou un liquide ne sont pas fixées entre elles : une onde transversale va s'atténuer très rapidement (dépend de ses caractéristiques viscoélastiques).

Pour un matériaux solide, il y a deux paramètres qui vont déterminer la vitesse de l'onde, c'est sa dureté et sa masse volumique. La masse volumique sera liée à la masse des atomes qui constituent le matériau (et le volume), donc on retrouve le fait qu'une grande masse va avoir une grande inertie au mouvement, et donc l'onde va se transmettre moins rapidement. La dureté du matériau est liée à la force de liaison entre les atomes : plus cette force est grande, plus l'onde sera transmise rapidement à l'atome voisin. (C'est un peu comme une constante de raideur d'un ressort). En même temps, si le matériaux est dur, la déformation sera transmise sans grande perte d'énergie par diffusion ou frottements. S'il est mou (cohésion faible entre atomes ou molécules), l'énergie transportée par l'onde va s'évanouir rapidement et se dissiper en chaleur.


Bon aller je m'arrête là, car je ne vais pas faire ton TIPE ! Mais au moins j'espère que c'est un peu plus clair pour toi, la relation entre "transmission de mouvement" et "propagation d'onde". (désolé pour les fautes, il est tard !)

Re: Transmission mouvement pendule de newton

ahalice

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Posté le : 22/11/2010, 12:14 (Lu 7714 fois)
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Merci bien pour la réponse ! J'ai fait beaucoup de recherches sur le sujet, et je vois bien le phénomène maintenant :)
Je suis d'ailleurs passé aujourd'hui pour le TIPE. Pour bien se rendre compte du phénomène de propagation de l'onde mecanique, j'ai mis une image d'un ballon a moitié remplie d'eau au moment ou il s'écrase sur le sol. On apercoit correctement la propagation de l'onde qui vient deformer reversiblement l'objet. Mais apparament, ca n'a pas trop plu au proffesseur qui refusait de croire qu'un ballon rempli à moitié d'eau pouvait rebondir..

Enfin bon. En tout cas merci pour la reponse !

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