Célérité
du son
1. a) (0,25+0 ,25) Fréquence f1 du son reçu par le microphone
Une période correspond à 4 cm ; la
durée de balayage est 0,1 ms/div
T 1 = 0,4 ms
b)
Cette onde fait partie des sons aigus.
c)
Le calibre de tension est 500 mV/cm
L’amplitude
correspond à :
d)
On désire observer 5 périodes sur l’écran
5 T1 = 5x0,4
= 2 ms
L’écran possède 10
divisions donc fait 10 cm de long.
La sensibilité
horizontale doit être : sh
= 2/10 = 0,2 ms/cm
Si l’amplitude
correspond à 1,5 divisions :
1,5
divisions correspondent à Um = 1,5 V
Il faut régler le
bouton de sensibilité verticale V/cm au calibre :
sV =
1,5/1,5 = 1 V/cm
2. a) Schéma de l’expérience
b) 6
divisions séparent l’arrivée de la salve 1 par rapport à celle de la salve
2.L’intervalle de temps mis par la salve pour parcourir la distance d = 18 cm
est :
t = 6x0,1x10-3 = 6x10-4 s-1
La célérité du son est :
v = d/t = 18x10-2/6x10-4 = 3x102
m.s-1.
c) (
3.a) La
distance d est égale à la longueur d’onde . correspond à la plus
petite distance séparant 2 points qui vibrent en phase.
b) v3 = d.f3 = 0,22x1500 = 330
m.s-1.
c) Pour plus de précision, mesurer la distance 10.d
séparant 10 longueurs d’onde et diviser la valeur obtenue par 10.
d) La longueur
d’onde est la distance parcourue par l’onde en une période T de vibration.
4. a) Le phénomène est appelé la dispersion :
la célérité dépend de la fréquence de l’onde. Ce phénomène n’est pas important
pour les ondes sonores dans l’air.
Le phénomène de dispersion est important pour les
ondes lumineuses dans les milieux transparents autre que l’air ou le vide.
b) Avec 2
chiffres significatifs la célérité ne dépend pas de la fréquence v = 3,4x102 m.s-1 .
c) Le son de
fréquence f1= 100 Hz met
Le son de fréquence 2000 Hz met
dt2 = D/v(2000 Hz)
Le décalage temporel est :
D’après la formule dt = D/v le son qui arrive en
premier est celui qui possède la célérité la plus grande c’est à dire celui
de fréquence f2 = 2000 Hz.
d) (0,25) Les sons graves se déplacent moins vite
par conséquent il faut placer le boomer en avant du tweeter. De cette manière
les sons graves auront moins de distance à parcourir que les sons aigus.
5) (0,25) seule la fréquence ou la période du son ne
dépend pas du milieu de propagation.
6.
R = 8,315 J.mol–1.K–1
γ = 1,39 .
a) (0,25)
Démontrons que l’expression à pour unité des m.s-1
b)
(0,25)