Puissance moyenne onde sur corde
Une onde avec 0,05 kg/m, 20 m/s, 10 rad/s et une amplitude de 0,02 m transporte 0,02 W le long de la corde. Saisissez les quatre valeurs de votre onde et voyez la puissance moyenne, chaque carré affiché. Gratuit dans votre navigateur.
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Exemple résolu
- Masse linéique
- 0,05
- Vitesse de l'onde
- 20
- Pulsation
- 10
- Amplitude
- 0,02
- Oméga carré (ω²)
- 100
- Amplitude au carré
- 0,0004
- Puissance moyenne
- 0,02
- Unité de puissance moyenne
- W
Une onde sinusoïdale qui se propage le long d'une corde tendue transporte de l'énergie à un débit moyen constant fixé par la densité linéique de la corde, la vitesse de propagation, la rapidité d'oscillation des particules et l'amplitude du déplacement transversal. Les étudiants en physique, les concepteurs d'instruments et les scripts d'automatisation de laboratoire ont besoin de cette puissance moyenne sans redériver à chaque fois le produit de la densité linéique, de la vitesse d'onde, du carré de la pulsation et du carré de l'amplitude. Ce calculateur de puissance moyenne d'onde sur corde accepte μ, v, ω et A en unités SI, évalue P_avg égale à un demi de μ multiplié par v multiplié par ω au carré multiplié par A au carré, et renvoie le résultat en watts avec les carrés intermédiaires et des étapes transparentes.
Ce que signifie la puissance moyenne d'une onde sur corde
Lorsqu'une onde transversale sinusoïdale continue se propage le long d'une corde idéale tendue, chaque segment du milieu oscille perpendiculairement à la direction de propagation et effectue un travail sur le segment voisin. La puissance instantanée fluctue deux fois par cycle comme produit de la force transversale et de la vitesse transversale, mais la moyenne temporelle sur une période est constante pour une onde en régime permanent.
La mécanique des ondes standard dérive cette puissance moyenne comme un demi de la densité linéique de masse μ multiplié par la vitesse d'onde v multiplié par le carré de la pulsation ω multiplié par le carré de l'amplitude A : P_avg = ½ μ v ω² A², avec des unités SI kilogrammes par mètre, mètres par seconde, radians par seconde et mètres, donnant des watts. Le facteur un demi vient de la moyenne de sin² ou cos² sur une période complète.
Doubler l'amplitude multiplie la puissance moyenne par quatre car A apparaît au carré ; doubler ω multiplie aussi la puissance par quatre ; doubler μ ou v multiplie la puissance par deux. La formule suppose une corde idéale non dispersive à tension constante et sans amortissement, de sorte que la forme et l'amplitude de l'onde ne changent pas avec la distance — exactement le modèle des cours d'introduction et de niveau intermédiaire lorsqu'ils demandent la puissance moyenne transmise par une onde sur une corde.
Cas d’usage
Vérifications en classe et devoirs
Laissez les élèves envoyer μ, v, ω et A pour une onde sinusoïdale sur corde et vérifier P_avg = ½ μ v ω² A² par rapport aux exemples résolus du manuel.
Notation automatique d'examens et LMS
Notez les items de puissance moyenne avec un oracle déterministe qui rejette une densité linéique non positive et une vitesse, fréquence ou amplitude négatives.
Carnets d'instruments et de laboratoire
Estimez le transport moyen d'énergie le long de cordes excitées dans des scripts de conception sans importer une bibliothèque complète de mécanique des ondes.
Questions fréquentes
Quelle est la formule de la puissance moyenne d'une onde sur une corde ?
P_avg = ½ μ v ω² A², où μ est la densité linéique de masse (kg/m), v la vitesse d'onde (m/s), ω la pulsation (rad/s) et A l'amplitude (m). Le résultat est en watts.
Que se passe-t-il si l'amplitude ou la vitesse d'onde est nulle ?
Amplitude, pulsation ou vitesse d'onde nulles signifient qu'aucune énergie moyenne n'est transmise ; c'est de la physique valide, pas une erreur.
Pourquoi la densité linéique doit-elle être positive ?
Une corde de masse par longueur non positive n'est pas physique dans ce modèle.
Quelle puissance transporte une onde avec 0,05 kg/m, 20 m/s, 10 rad/s et 0,02 m ?
0,02 W. La pulsation au carré vaut 100 et l’amplitude au carré 0,0004 ; la moitié du produit de la densité linéique, de la vitesse et de ces deux carrés donne la puissance moyenne.
Que devient la puissance si je double l’amplitude ?
Elle est multipliée par quatre, car l’amplitude intervient au carré. Doubler la pulsation la multiplie aussi par quatre, alors que doubler la densité linéique ou la vitesse de l’onde ne fait que la doubler.
Outils associés
Pour les développeurs — accès API
Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.
Endpoint
Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.
Appeler depuis votre stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/string-wave-average-power \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"linear_density":0.05,"wave_speed":20,"angular_frequency":10,"amplitude":0.02}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/string-wave-average-power", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
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"wave_speed": 20,
"angular_frequency": 10,
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})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/optics/string-wave-average-power",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"linear_density": 0.05,
"wave_speed": 20,
"angular_frequency": 10,
"amplitude": 0.02
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/string-wave-average-power", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"linear_density":0.05,"wave_speed":20,"angular_frequency":10,"amplitude":0.02}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"linear_density":0.05,"wave_speed":20,"angular_frequency":10,"amplitude":0.02}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/string-wave-average-power", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemple de requête
{
"linear_density": 0.05,
"wave_speed": 20,
"angular_frequency": 10,
"amplitude": 0.02
}Exemple de réponse
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "optics.string_wave_average_power",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.
Tarifs
Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.
Erreurs
| HTTP | Code | Signification |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization. |
402 | insufficient_balance | Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche. |
404 | unknown_type | Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête. |
429 | rate_limited | Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez. |
Notes techniques
Une vitesse d'onde, une pulsation ou une amplitude nulles donnent correctement une puissance moyenne nulle ; des valeurs négatives non physiques et une densité linéique non positive échouent avec invalid_input au lieu d'un NaN silencieux.
Ce que signifie la puissance moyenne d'une onde sur corde
Des grandeurs liées telles que la vitesse à partir de la tension et de la densité linéique (v = √(T/μ)) ou la fréquence à partir de la pulsation (f = ω/(2π)) sont des entrées séparées que vous fournissez ou calculez ailleurs ; ce endpoint se concentre uniquement sur le transport moyen d'énergie une fois μ, v, ω et A connus.
Contrat d'entrée, forme de la réponse et validation
Envoyez un corps JSON avec quatre nombres finis obligatoires : linear_density (μ en kg/m, strictement positive), wave_speed (v en m/s, non négative), angular_frequency (ω en rad/s, non négative) et amplitude (A en m, non négative). Chaque champ peut arriver comme nombre JSON ou comme chaîne numérique ; des alias tels que mu, v, omega et A sont acceptés. Champs manquants, valeurs non finies, chaînes vides et valeurs absolues supérieures à 1e12 échouent avec invalid_input en nommant le champ. Si linear_density est nulle ou négative, le gestionnaire rejette la requête car une masse par longueur non positive n'est pas physique pour ce modèle de corde. wave_speed, angular_frequency ou amplitude négatives sont également rejetées ; utilisez des magnitudes non négatives comme dans les manuels. En cas de succès le corps renvoie les entrées nettoyées, omega_squared et amplitude_squared pour inspection, average_power en watts, average_power_unit égal à W, la chaîne de formule P_avg = (1/2) · μ · v · ω² · A², une courte étiquette de modèle, un message lisible et un tableau ordonné de steps que vous pouvez afficher à côté de la réponse. Exemple : μ égal à 0.05 kg/m, v égal à 20 m/s, ω égal à 10 rad/s et A égal à 0.02 m produit ω² égal à 100, A² égal à 0.0004 et P_avg égal à 0.02 W. v, ω ou A nuls renvoient average_power de zéro avec un message clair plutôt qu'une erreur, conforme à la physique d'une oscillation nulle ou stationnaire qui ne transporte pas d'énergie moyenne. L'échec de validation n'est pas facturé ; les appels réussis utilisent le prix de base publié $0.002.
Où une API de puissance d'onde sur corde apporte de la valeur
Les salles de classe et les plateformes de tutorat utilisent un calculateur de puissance moyenne d'onde sur corde pour que les apprenants vérifient des devoirs à partir de la densité linéique, de la vitesse d'onde, de la pulsation et de l'amplitude sans multiplier à la main les termes au carré. Les scripts de laboratoire qui excitent une corde avec une amplitude d'oscillateur connue et mesurent la vitesse peuvent journaliser la puissance moyenne transmise pour des limites de sécurité en excitation continue. Gardez les requêtes petites, figez le résultat en watts arrondi dans les tests, et vous obtenez une puissance moyenne reproductible pour les devoirs, plugins LMS et workers en périphérie sans déployer votre propre infrastructure de simulation d'ondes. Les générateurs d'examens ont besoin d'un oracle déterministe qui rejette une amplitude négative ou un μ non positif comme invalid_input au lieu d'inventer une valeur en watts. Les carnets de conception de guitare et de piano estiment souvent le flux d'énergie moyen le long d'un segment de corde en comparant tension, calibre et fréquence d'excitation ; appeler une petite API parse évite d'importer une boîte à outils symbolique complète pour quatre nombres. Comme l'implémentation est pure parse de niveau A, chaque appel réussi coûte $0.002 sans jetons de modèle ni réseau sortant.
Questions techniques
Quelles entrées le calculateur de puissance moyenne d'onde sur corde exige-t-il ?
Quatre nombres finis : linear_density (μ > 0), wave_speed (v ≥ 0), angular_frequency (ω ≥ 0) et amplitude (A ≥ 0). Des alias tels que mu, v, omega et A sont acceptés.
Combien coûte le calculateur de puissance moyenne d'onde sur corde ?
L'outil dans le navigateur est gratuit. Les requêtes API utilisent le solde prépayé KIT à $0.002 par appel réussi ; une entrée invalide n'est pas facturée.