TP- Expérience de Melde

But : Comprendre comment se forme une onde stationnaire à l’aide d’une corde que l’on fait vibrer et vérifier la formule

Introduction :

Dans ce TP, nous avons fait vibrer une corde à l’aide d’un vibreur que l’on a attaché à une extrémité afin de crée un allé retour verticale de la corde et d’une masse que l’on a suspendue à l’autre extrémité ce qui créée une tension dans la corde.

En effet, lorsque nous émettons une vibration sur la corde, cette vibration se déplace de manière sinusoïdale et créer une oscillation le long de la corde (comme le déplacement d’une onde). Au moment où l’onde arrive au bout de la corde, celle-ci est réfléchie et repart dans la direction opposée. Le long d’un telle corde, à certaine fréquence appelé plus précisément des fréquences de résonnance, il y a des endroits où la corde reste immobile cela s’appelle des nœuds. Au milieu de deux nœuds, il y a un point où l’amplitude des éléments de la corde est maximales cela s’appelle des ventres. Une onde stationnaire correspond au moment où la position des nœuds et des ventres ne changent pas lorsque celle-ci est réfléchie. En bref, une onde stationnaire est formé lorsque l’onde provoqué et l’onde réfléchie se superpose.

Dans notre cas la vibration est régulière et continue. A l’aide du vibreur, nous pouvons contrôler la fréquence des vibrations. Plus la fréquence est élevée plus le nombre de nœuds est élevé. Nous allons ajuster la fréquence pour former des ondes stationnaires.

Formules :
Fréquence d’une onde stationnaire :

f : fréquence de l’onde [Hz]
L : longueur de la corde qui vibre (entre la poulie et le vibreur) [m] n : nombre de ventres
F : tension dans la corde provoquée par le poids [N] μ : masse linéique de la corde [kg/m] λ : longueur de l’onde [m]

Cette formule provient de la fusion de :
La formule des modes de vibration sur une corde (onde stationnaire) avec la longueur d’onde :

La formule de la fréquence de l’onde :

La formule de