Math Problem Statement

Un piston frappe périodiquement l’extrémité d’une longue barre métallique de telle manière qu’une onde de compression de longueur d’onde égale à 4,3 m est produite. L’onde se propage dans la barre à la vitesse de 3,5 km.s-1 . Quelle est la fréquence de l’onde ?

Solution

Pour déterminer la fréquence de l'onde produite par le piston, nous pouvons utiliser la relation fondamentale entre la vitesse de propagation vv, la longueur d'onde λ\lambda, et la fréquence ff. Cette relation est donnée par :

v=λfv = \lambda \cdot f

Données :

  • La vitesse de l'onde est v=3,5km/s=3500m/sv = 3,5 \, \text{km/s} = 3500 \, \text{m/s},
  • La longueur d'onde est λ=4,3m\lambda = 4,3 \, \text{m}.

Calcul de la fréquence ff :

f=vλ=3500m/s4,3mf = \frac{v}{\lambda} = \frac{3500 \, \text{m/s}}{4,3 \, \text{m}}

Calculons la valeur exacte :

f35004,3813Hzf \approx \frac{3500}{4,3} \approx 813 \, \text{Hz}

Conclusion :

La fréquence de l'onde produite par le piston est d'environ 813 Hz.


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Astuce :

La fréquence des ondes est directement proportionnelle à la vitesse et inversement proportionnelle à la longueur d'onde. Si la vitesse augmente, pour une même longueur d'onde, la fréquence augmente également.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Wave Physics
Frequency
Wave Speed
Wavelength

Formulas

v = λ * f
f = v / λ

Theorems

Wave Equation

Suitable Grade Level

Grades 10-12