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Véronique Savalli-Mesnil
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(photos et textes)

Vibration d’une corde de guitare

Cette expérience de physique amusante est très facile à réaliser et nécessite très peu de matériel.

Matériel

Matériel nécessaire… un ressort !
(ce présent ressort a été acheté dans un magasin de type « Nature et Découverte »)

Pour cette expérience, tu n’as besoin que d’un seul ressort.
De nombreux ressorts de ce type sont en vente dans les rayons enfants des magasins. Choisis de préférence un ressort en métal pour faire une expérience de meilleure qualité.

Expérience

Pour réaliser l’expérience, il vaut mieux être deux. Donne un bout du ressort à une autre personne. Cette dernière doit tenir solidement dans ses mains le bout du ressort tout en essayant de le maintenir immobile.

De ton côté, tiens l’autre bout de ressort en faisant en sorte d’étirer ce dernier (sur une longueur de 2 ou 3 mètres par exemple en fonction du type de ressort). Puis fais osciller verticalement ta main tenant le ressort (tu déplaces ta main de bas en haut).

Observe ce qu’il se passe sur le ressort en fonction de la vitesse du mouvement de ta main.

Que se passe-t-il ?

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Tu constates que le ressort prend un aspect très particulier (voir vidéo ci-dessus) pour certaines vitesses d’oscillations de ta main. Lorsque tu augmentes la vitesse d’oscillations de ta main, l’aspect du ressort change. Au début, seules les deux extrémités semblent au repos, puis pour une vitesse d’oscillations plus grande, les deux extrémités et un point au milieu du ressort semblent quasiment immobiles, puis en augmentant encore la vitesse, tu peux observer le cas où trois points puis quatre points du ressorts sont quasiment immobiles.

Tu viens d’observer ce que les physiciens appellent les modes propres d’oscillations d’une corde fixée à ses deux extrémités. Lorsqu’un guitariste a tiré sur sa corde de guitare (ou un pianiste a frappé sur une corde du piano), la corde oscille. Les physiciens peuvent montrer que le mouvement d’oscillation de la corde est une somme de tous les modes propres que tu as observés dans ton expérience précédente. Le premier mode que tu as observé (à faible vitesse, lorsque les deux extrémités sont quasiment immobiles) est appelé le mode fondamental et va fixer la hauteur de la note que va créer le guitariste.

1 comment to Vibration d’une corde de guitare

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