Ondes et particules
Corrigé
4
Observer
pchT_1200_00_04C
Sujet inédit
Exercice • 2,5 points
Lors d'un séisme, la terre est mise en mouvement par des ondes de différentes natures, qui occasionnent des secousses plus ou moins violentes et destructrices en surface.
On distingue :
- les ondes P, les plus rapides, se propageant dans les solides et les liquides
- les ondes S, moins rapides, ne se propageant que dans les solides.
L'enregistrement de ces ondes par des sismographes à la surface de la Terre permet de déterminer l'épicentre du séisme (lieu de naissance de la perturbation).
Les schémas a et b ci-dessous modélisent la progression des ondes sismiques dans une couche terrestre.

1. Étude de la nature des ondes
Les ondes P, appelées aussi ondes de compression, sont des ondes longitudinales. Les ondes S, appelées aussi ondes de cisaillement, sont des ondes transversales.
2. Étude d'un sismogramme
Un séisme s'est produit à San Francisco (Californie) en 1989.
Le document ci-dessous présente le sismogramme obtenu, lors de ce séisme à la station Eureka.

Le sismogramme a été enregistré à Eureka, station sismique située au nord de la Californie. L'origine du repère (t
3. Étude générale
Répondre aux questions suivantes en justifiant brièvement.
Partie 1
Vous devez connaître les propriétés des ondes longitudinales et transversales.
Partie 2
Repérez les différents signaux et déterminez la distance recherchée en fonction du retard.
Distinguez bien le retard propre à chaque type d'ondes S ou P.
Partie 3
Vous devez vous rappeler les propriétés des ondes mécaniques et connaître la relation entre la longueur d'onde, la période et la célérité des ondes.
1. Étude de la nature des ondes

2. Étude d'un sismogramme
Attention
Déterminer avec précision l'origine des dates au début du train d'onde. Pour avoir un résultat plus précis, il est parfois nécessaire de ramener les cm mesurés aux graduations de l'axe des temps.
L'origine du repère (t

Pour que les ondes P parcourent la distance d entre l'épicentre et la station, il a fallu environ
Δt
Donc t1
3. Étude générale
Attention
Un résultat obtenu à partir d'un rapport ou un produit doit avoir autant de chiffres significatifs que la grandeur ayant participé au calcul qui en a le moins (ici T
où vP est la vitesse moyenne de propagation de l'onde P soit 10 km · s–1.
Un milieu homogène est un milieu dans lequel les propriétés physiques sont identiques en tout point du milieu.