Physique : Mécanique des fluides
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Questions and Answers

Le coefficient de dilatation d est proportionnel et opposé à la surpression ψ.

True (A)

La vitesse particulaire est représentée par la dérivée temporelle de la surpression.

False (B)

La différence de pression entre les faces de la tranche A0 et B0 est donnée par l'équation P(A0) - P(B0) = -ψ(x + δx, t) + ψ(x, t).

True (A)

La masse de la tranche change au cours du mouvement selon le principe fondamental de la dynamique.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'incompressibilité du milieu considéré est l'inverse de la compressibilité χ0.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La surface A mentionnée est perpendiculaire au plan de la feuille.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La vitesse particulaire est constante dans le temps pour un déplacement donné.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La somme des forces exercées sur la tranche est représentée par F~ = A [P (A0 ) − P (B 0 )] ~ex.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La valeur moyenne d'une fonction $f$ est également appelée composante alternative.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Pour une fonction périodique de période $T$, la valeur moyenne et la valeur efficace restent constantes au fil du temps si l'intervalle correspond à un nombre entier de périodes.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Pour un développement limité de $cos(x)$ au voisinage de 0, on obtient $cos(x) eq 1$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'expression de la valeur efficace $feff$ d'une fonction $f$ est la racine carrée de la moyenne du carré de cette fonction.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La célérité des ondes acoustiques est donnée par la formule 1/(masse volumique × compressibilité).

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La valeur moyenne d'une fonction sur un intervalle $[t1, t2]$ est calculée par l'intégrale de la fonction sur cet intervalle, divisée par la longueur de l'intervalle.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La fonction $tan(x)$ peut être approximée par $x^2$ au voisinage de 0.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'impédance acoustique d'un matériau est calculée comme Z = masse volumique × célérité du son.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La relation ψ = ±Zv est valable pour toute situation d'ondes acoustiques.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le développement limité pour $exp(x)$ au voisinage de 0 est donné par $exp(x) eq 1 + x$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La valeur efficace d'une fonction est toujours supérieure à sa valeur moyenne.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La puissance instantanée traversant une surface est donnée par le flux du vecteur de Poynting.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les ondes acoustiques se propagent toujours dans deux directions à la fois.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La célérité des ondes électriques est déterminée par l'inductance linéique et la capacité linéique.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La surpression acoustique est toujours proportionnelle à la vitesse particulaire dans tous les points et à tout moment.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les éléments de distance considérés doivent être bien inférieurs à la longueur d'onde pour appliquer les lois fondamentales pertinentes.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La célérité d'une onde dans une corde attachée est toujours de $60 m/s$.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La fréquence d'une onde incidente peut être inférieure à $240 Hz$ dans cette situation.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les deux ondes, incidente et réfléchie, peuvent avoir exactement la même forme.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Le déplacement est toujours maximal aux points nodaux d'une onde stationnaire.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La distance entre deux nœuds voisins est égale à la moitié de la longueur d'onde.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Une onde stationnaire présente des points où le déplacement est toujours nul.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'amplitude maximale du déplacement pour l'onde incidente est de $2 mm$.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Une onde peut être sinusoïdale alors que la réflexion est gaussienne.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Dans le cas d'une seule onde plane, l'expression du vecteur de Poynting instantané est donnée par $ ilde{Π}(x, t) = ψ(x, t) ilde{v}(x, t)$.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Le seuil d’audibilité en acoustique audible est défini par une intensité acoustique de $I_{ac ext{ ref}} = 10^{-10} W/m^2$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Un décibel équivaut à un dixième de bel.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'intensité acoustique moyenne $I_{ac}$ est indépendante de la direction de propagation de l'onde plane.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La valeur efficace de la surpression dans le cas d'une onde plane sinusoïdale est notée $ψ_0$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le produit vectoriel des champs $ ilde{E}$ et $ ilde{B}$ en électromagnétisme se rapporte à l'intensité acoustique.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Pour une onde plane, l'expression de l'intensité acoustique $I_{ac}$ peut être généralisée à trois dimensions.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'intensité acoustique $I_{ac}$ pour une onde sinusoïdale est égale à $ rac{Z v_0^2}{2}$.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La relation courant-tension aux bornes du condensateur peut être exprimée par l'équation $iC = i(x, t) - i(x + δx, t)$.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'équation $ rac{ ext{∂}u}{ ext{∂}t} + Λ = 0$ est l'une des équations du système couplé obtenu.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les équations (III.28) et (III.29) sont obtenues par la limite lorsque $δx$ tend vers l'infini.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'équation des ondes en électricité est donnée par $- rac{ ext{∂}^2u}{ ext{∂}x^2} - ΛΓ = 0$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La limite de $δx$ est cruciale pour dériver les relations en termes de $u$ et $i$.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La tension $u(x + δx, t)$ peut être exprimée comme $u(x, t) + δx rac{ ext{∂}u}{ ext{∂}x}$.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les termes du second ordre en $δx$ sont négligeables lors de l'arbitrage des équations.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'équation d'état pour $i$ peut être écrite comme $ rac{ ext{∂}i}{ ext{∂}t} + Γ = 0$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La notation $Λ$ et $Γ$ décrivent des constantes liées aux propriétés électriques des matériaux.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'équation de propagation des signaux électriques relie uniquement l'intensité $i$ à la tension $u$.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Développement limité

Un développement limité d'une fonction f au voisinage de x0 est une approximation de la fonction par un polynôme, valable pour des valeurs de x proches de x0.

Développement limité de cos(x)

Le développement limité de cos(x) au voisinage de 0 à l'ordre 1 est cos(x) ≈ 1.

Développement limité de sin(x)

Le développement limité de sin(x) au voisinage de 0 à l'ordre 1 est sin(x) ≈ x.

Développement limité de tan(x)

Le développement limité de tan(x) au voisinage de 0 à l'ordre 1 est tan(x) ≈ x.

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Développement limité de exp(x)

Le développement limité de exp(x) au voisinage de 0 à l'ordre 1 est exp(x) ≈ 1 + x.

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Développement limité de ln(1 + x)

Le développement limité de ln(1 + x) au voisinage de 0 à l'ordre 1 est ln(1 + x) ≈ x.

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Valeur moyenne d'une fonction

La valeur moyenne d'une fonction f(t) sur un intervalle [t1, t2] est la moyenne de toutes les valeurs de la fonction sur cet intervalle.

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Valeur efficace d'une fonction

La valeur efficace d'une fonction f(t) sur un intervalle [t1, t2] est la racine carrée de la moyenne du carré de la fonction sur cet intervalle.

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Relation entre dilatation et surpression

Le coefficient de dilatation thermique d est supposé proportionnel et opposé à la surpression ψ.

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Incompressibilité

L'incompressibilité est l'inverse de la compressibilité. Elle représente la capacité du milieu à résister à la compression.

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Vitesse particulaire

La vitesse particulaire est la dérivée temporelle du déplacement.

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Différence de pression

La différence de pression entre les deux faces de la tranche est égale à la variation de la surpression.

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Principe fondamental de la dynamique appliqué au fluide

C'est l'application du principe fondamental de la dynamique à une tranche de fluide.

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Célérité des ondes acoustiques

La vitesse à laquelle une onde acoustique se propage dans un milieu. Elle dépend de la masse volumique et de la compressibilité du milieu.

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Impédance acoustique

La mesure de la résistance d'un matériau au passage des ondes acoustiques. Elle est définie comme le produit de la masse volumique par la célérité du son dans le matériau.

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Surpression acoustique

La pression relative à la pression atmosphérique créée par une onde acoustique. Elle est proportionnelle à la composante de la vitesse particulaire dans la direction de propagation de l'onde et à l'impédance acoustique du milieu.

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Vecteur de Poynting acoustique

Une grandeur vectorielle qui représente la direction et l'intensité de la puissance transportée par une onde acoustique. Elle est définie comme le produit de la surpression par le vecteur vitesse particulaire.

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Intensité acoustique

La valeur moyenne de la norme du vecteur de Poynting acoustique. Elle représente la puissance sonore par unité de surface.

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Célérité des ondes électriques

La vitesse à laquelle une onde électrique se propage dans un câble ou un milieu conducteur. Elle dépend de l'inductance linéique et de la capacité linéique du milieu.

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Impédance caractéristique

La mesure de la résistance d'un câble ou d'un milieu conducteur au passage d'un signal électrique. Elle est définie comme le produit de l'inductance linéique par la célérité du signal.

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Composante x de la vitesse particulaire

La composante de la vitesse particulaire dans la direction de propagation de l'onde sonore.

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Qu'est-ce que l'intensité acoustique ?

L'intensité acoustique est une grandeur qui mesure la puissance acoustique qui traverse une surface donnée.

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Qu'est-ce que l'impédance acoustique ?

L'impédance acoustique d'un milieu est une mesure de la résistance de ce milieu à la propagation des ondes acoustiques.

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Qu'est-ce que le vecteur de Poynting ?

Le vecteur de Poynting est une grandeur vectorielle qui représente la direction et l'intensité du flux d'énergie transporté par une onde.

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Qu'est-ce que la valeur efficace d'une grandeur périodique ?

La valeur efficace d'une grandeur périodique est la valeur constante qui produirait la même puissance moyenne que la grandeur variable.

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Qu'est-ce que le seuil d'audibilité ?

Le seuil d'audibilité est l'intensité acoustique minimale que l'oreille humaine peut percevoir.

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Qu'est-ce que le niveau sonore ?

Le niveau sonore est une mesure de l'intensité acoustique sur une échelle logarithmique.

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Qu'est-ce qu'un bel ?

Le bel est une unité logarithmique pour mesurer le niveau sonore.

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Qu'est-ce qu'un décibel ?

Le décibel est une unité logarithmique pour mesurer le niveau sonore, correspondant à un dixième de bel.

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Condition physique de la corde fixée

Deux ondes, l'une incidente et l'autre réfléchie, se propagent sur une corde fixée à une extrémité. La condition physique implique que la somme des déplacements des deux ondes au point d'attache est nulle.

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Onde réfléchie

L'existence d'une onde incidente qui se propage vers le point d'attache implique que la tension de la corde provoque la création d'une onde réfléchie s'éloignant du point d'attache.

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Formes des ondes incidente et réfléchie

Les formes des ondes incidente et réfléchie ne sont pas nécessairement identiques. L'une peut être sinusoïdale et l'autre gaussienne.

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Nœud

Un point de la corde dont le déplacement est nul en tout instant est appelé un nœud.

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Distance entre deux nœuds

La distance entre deux nœuds voisins est égale à la moitié de la longueur d'onde.

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Ventre

Le point de la corde où l'amplitude du déplacement est maximale est appelé un ventre.

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Onde stationnaire

L'onde résultante d'une onde incidente et une onde réfléchie qui interfèrent est appelée une onde stationnaire.

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Modes propres d'une corde fixée

Les modes propres d'une corde fixée à ses deux extrémités correspondent à des ondes stationnaires dont la longueur d'onde est un multiple entier de la longueur de la corde.

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Relation Courant-Tension du Condensateur

La relation courant-tension aux bornes du condensateur exprime la relation entre le courant traversant le condensateur et la tension à ses bornes. Elle est basée sur la loi des nœuds et la définition de la capacité.

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Tronçon de Ligne de Transmission

Un tronçon de ligne de transmission est un segment de la ligne de transmission d'une longueur δx. La tension et le courant varient le long de ce tronçon.

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Développement Limité à l'Ordre 1

Le développement limité à l'ordre 1 d'une fonction f au voisinage de x0 est une approximation de la fonction par un polynôme du premier degré, valable pour des valeurs de x proches de x0.

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Équations Différentielles de la Ligne de Transmission

En utilisant les développements limités à l'ordre 1 de la tension et du courant, on peut obtenir des équations différentielles qui décrivent la propagation des signaux électriques dans la ligne de transmission.

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Système d'Équations Couplées

Le système d'équations couplées (III.30) décrit la relation entre la tension et le courant dans la ligne de transmission. Il exprime la propagation des signaux électriques dans la ligne.

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Équation des Ondes pour les Signaux Électriques

En dérivant les équations du système (III.30) et en éliminant soit la tension soit le courant, on obtient l'équation des ondes, appliquée à la propagation des signaux électriques.

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Vitesse de Propagation des Signaux Électriques

La vitesse de propagation des signaux électriques dans la ligne de transmission est déterminée par les paramètres de la ligne, notamment l'inductance et la capacité.

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Analogie avec les Ondes Physiques

La propagation des signaux électriques dans une ligne de transmission est similaire à la propagation des ondes dans un milieu physique.

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Propagation des Ondes de Tension & Courant

Les équations (III.31) décrivent la propagation des ondes de tension et de courant dans la ligne de transmission, avec une vitesse de propagation déterminée par les paramètres de la ligne.

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Study Notes

Introduction to Waves and Vibrations Course

  • This is a second-year physics course at Université Paris Cité
  • The course notes are largely based on previous lecturer Arnaud Derode's work.
  • Students can report any errors on Moodle.

Course Material Acknowledgments

  • The current notes are significantly inspired by the previous course materials made by Arnaud Derode.
  • The author thanks Derode for his valuable contribution.

Table of Contents

  • The document includes sections on mathematical summaries, origins of wave equations in various contexts (acoustic, electrical), reflection and transmission, dissipation and dispersion.

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Description

Testez vos connaissances sur la mécanique des fluides, en particulier les concepts de pression, dilatation, et dynamique des fluides. Ce quiz couvre des principes fondamentaux tels que l'incompressibilité et les forces agissant sur des tranches de fluides. Préparez-vous à répondre à des questions qui vous aideront à mieux comprendre ces notions essentielles.

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