Cet article explique ce qu'est la vitesse d'oscillation d'une onde, également appelée vitesse de vibration. De plus, vous pourrez voir comment calculer la vitesse d’oscillation d’une onde.
Qu'est-ce que la vitesse d'oscillation ?
La vitesse d'oscillation , ou vitesse de vibration , est une grandeur qui indique la vitesse à laquelle une onde oscille. Autrement dit, la vitesse d’oscillation d’une onde est la vitesse à laquelle l’onde fait varier son allongement vertical.
En physique, la vitesse d'oscillation est généralement représentée par le symbole v et .
Pour bien comprendre la signification de la vitesse d’oscillation, il est important de comprendre qu’il s’agit de la vitesse verticale de l’onde. La vitesse horizontale de la vague est la vitesse à laquelle elle avance et il s’agit donc d’un type de vitesse différent. Ci-dessous nous verrons les différences entre ces deux types de vitesses.
Il convient de noter que la vitesse d’oscillation d’une onde n’est pas constante, puisque chaque particule de l’onde peut osciller à une vitesse différente.
Formule de vitesse de swing
La vitesse d'oscillation d'une onde est égale à la dérivée de l'équation du mouvement de l'onde par rapport au temps. Par conséquent, pour calculer la vitesse d’oscillation d’une onde, il faut d’abord trouver son équation de mouvement puis la déduire par rapport au temps.
Ainsi, étant donné l’équation qui décrit le mouvement d’une onde :
La vitesse d'oscillation de l'onde est obtenue en dérivant l'équation ci-dessus par rapport au temps :
Où:
-
est l'allongement de la vague. -
est l'allongement de l'onde. -
est la distance du point étudié à l'origine de l'onde. -
est l'instant du temps. -
est l'amplitude de l'onde. -
est le numéro d'onde. -
est la fréquence angulaire ou la pulsation. -
est la phase initiale de la vague.
Remarque : le signe devant la vitesse angulaire détermine le sens d'avancée de l'onde. Si le signe est négatif cela signifie que l’onde se propage vers la droite, par contre si le signe est positif cela signifie que l’onde se propage vers la gauche.
Si nous analysons la formule de la vitesse de vibration ainsi que son équation du mouvement, nous pouvons déterminer quand la vitesse maximale se produit. La vitesse d'oscillation maximale se produit lorsque la particule passe par sa position d'équilibre (y=0), par contre, la vitesse d'oscillation est nulle lorsque la particule est à l'une des extrémités des oscillations (y=A ou y= -TO ).
L'unité de vitesse d'oscillation dans le Système International (SI) est le mètre divisé par seconde (m/s).
Vitesse d'oscillation et vitesse de propagation
Enfin, nous verrons quelle est la différence entre la vitesse d'oscillation et la vitesse de propagation d'une onde, car bien que ces deux types de vitesse soient liés, ce sont deux notions différentes.
La vitesse de propagation est la vitesse à laquelle une onde se propage, c'est-à-dire la vitesse de propagation est la vitesse à laquelle une onde avance longitudinalement.
Par conséquent, la différence entre la vitesse d'oscillation et la vitesse de propagation est que la vitesse d'oscillation est la vitesse verticale des particules de l'onde, tandis que la vitesse de propagation est la vitesse à laquelle l'onde se propage horizontalement.