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)