Comment jouer au Labo du ressort
- Choisis un essai : ↕ est une secousse de côté, ↔ un mouvement pousser-tirer. Lis les nombres sur la carte.
- Réfléchis au sens dans lequel bougent les spires, et utilise v = f·λ pour les écarts et les vitesses.
- Tape ta prédiction et appuie sur Démarrer. Le ressort bouge à mi-vitesse.
- Compare la ligne orange avec le chemin blanc de la spire à droite, ou les repères et le point orange avec les compressions.
Ondes transversales et longitudinales
Dans toute onde, quelque chose voyage tandis que la matière ne fait que bouger autour de sa place. Ce qui change, c'est le sens de ce mouvement. Dans une onde transversale, la matière bouge en travers du sens de l'onde : un ressort ou une corde secoués de côté, les vagues à la surface de l'eau et les ondes S d'un séisme. Dans une onde longitudinale, elle va et vient dans le sens de l'onde : un ressort poussé et tiré, le son dans l'air, où les molécules se resserrent en compressions et s'écartent en raréfactions, et les ondes P d'un séisme. Les deux obéissent à v = f·λ. Dans une onde longitudinale, la longueur d'onde est la distance d'une compression à la suivante. Un ressort jouet est idéal pour voir les deux, car on peut envoyer l'une ou l'autre sur le même ressort et regarder une seule spire peinte : elle bouge en travers dans l'une, dans la longueur dans l'autre, et dans aucune elle ne voyage avec l'onde.
Un modèle d'apprentissage ciblé
Le ressort est idéal : l'onde garde sa forme et sa vitesse, et rien ne se réfléchit à l'autre bout. Chaque spire suit u = A·sin(2π·f·(t − x ÷ v)) derrière le front et reste immobile devant. Le mouvement de côté est de 30 cm ; le mouvement dans la longueur vaut 8 % d'une longueur d'onde, ce qui resserre les spires à environ la moitié de leur écart. La spire peinte est au tiers du ressort. Les essais passent à mi-vitesse. Une réponse à 2 % près est juste ; dans la longueur du ressort, 0° et 180° comptent tous les deux.