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La
houle est un train de vagues régulier générée par un vent soufflant sur
une grande étendue d'eau sans obstacle, le fetch. En arrivant près du
rivage, sous certaines conditions, la houle déferle au grand bonheur
des surfeurs.
On donne g = 9,8 m s-2.
Pourquoi peut-on dire que la houle est une onde mécanique profgressive ?
La
houle correspond à la propagation d'une perturbation dans un milieu
matériel, sans transport de matière, mais avec transport d'énergie.
Il est possible de simuler la houle au laboratoire de physique avec une
cuve à ondes en utilisant une lame vibrante qui crée à la surface de
l'eau une onde progressive sinusoïdale de fréquence f = 23 Hz. On
réalise une photographie du phénomène observé.
Déterminer la vitesse de propagation v de l'onde sinusoïdale générée.
v = l f = 1,4 10-2 *23 =0,327 ~0,33 m/s.
Au large de la pointe bretonne, à une profondeur de 3000 m, la houle s'est formée avec une longueur d'onde de 60 m.
Vitesse de propagation des ondes à la surface de l'eau ( en eau profonde) : v = (gl /(2p))½.
Calculer la vitesse v1 de propagation de cette houle et en déduire sa période T.
v1 = (9,8*60 / 6,28)½ =9,674 ~9,7 m/s.
T = l / v = 60 / 9,674 =6,2 s.
Arrivée de la houle dans une baie.
Sur la photographie aérienne, quel phénomène peut-on observer ? Quelle est la condition nécessaire à son apparition ?
On
observe un phénomène de diffraction lorsque l'ouverture de la baie est
du même ordre de grandeur que la longueur d'onde de la houle.
Citer un autre type d'onde pour laquelle on peut observer le même phénomène.
Diffraction de la lumière par un cheveu ou une fente de quelques dizaines de microns de large.
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Surfer sur la vague.
La houle atteint une côte sablonneuse et rentre dans la catégorie des ondes longues.
Calculer la vitesse de propagation v2 de la houle pour une profondeur h = 4,0 m ainsi que sa nouvelle longueur d'onde.
v2 = (gh)½ = (9,8*4,0)½ =6,26 ~6,3 m/s.
La fréquence ( donc la période) restant constante, l = v2 T= 6,26 * 6,20 =38,8 ~39 m.
La longueur d'onde diminue.
Pour la pratique du surf, la configuration optimale est :
- à marée montante avec une direction du vent venant du Sud-Ouest.
Le surfeur consulte au préalable un site internet qui lui donne toutes
les prévisions concernant le vent, la houle et les horaires des marées
Proposer un créneau favorable à la pratique du surf entre le jeudi 21 et le samedi 23 juin 2012.
La marée est montante entre 14 h et 19 h durant ces trois jours.
Les vents sont forts et orientés Sud-Ouest du jeudi 21 /06 (14 h) au
vendredi 22/06 ( 5 h). Les vents sont plus faibles et orientés
Sud-Ouest du samedi 23/06 de 8 h à 20 heures.
Le crénau le plus favorable à la pratique du surf est donc : du jeudi
21 juin, à partir de 14 heures, jusqu'au soir du même jour, 18 heures.
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Un autre phénomène très attendu par les surfeurs, lors des marées importantes est le mascaret.
Le mascaret est une onde de marée qui remonte un fleuve. Cette onde se propage à une vitesse v de l'ordre de 5,1 m/s.
Le passage dedu mascaret étant observé sur la commune d'Arcins à 17 h 58,
à quelle heure arrivera-t-il à un endroit situé à une distance de 13 km en amont du fleuve ?
13 103 / 5,1 =2,55 103 s ou 42,48 min soit 42 min 29 s.17 h 58 + 42 min = 18 h 40 min.
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