Chapitre 2 : ondes mécaniques progressives périodiques

AUTOUR DE LA VOITURE (d’après bac Afrique 2008 7 points)

Le stationnement « ultra-simple» avec les ultrasons

1. Généralités sur les ondes sonores

1.1. Définition d’une onde mécanique progressive : Une onde mécanique progressive est le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière mais avec transport d’énergie

 

1.2. Entre la Terre et la Lune il n’y a pas de matière (le vide) or une onde mécanique comme les ondes sonores ont besoin d’un milieu matériel pour se propager.

Conclusion : une onde sonore ne peut être utilisée pour ce type de communication.

 

1.3. Les ondes lumineuses peuvent se propager dans le vide.

1.4. Ces ondes sont des ondes longitudinales.

 

2. Détermination de la célérité des ultrasons: 1ère méthode

2.1. Branchements vers le boîtier d'acquisition.

voiir schéma

 

2.2. Zone d'émission sonore et les zones sans émission (voir schéma).

 

2.3. Les deux récepteurs sont à la même

distance de l’émetteur.  On obtiendra sur le récepteur B des salves de même amplitude et reçues aux mêmes dates que celles reçues sur le récepteur A.

 

2.4. D’après le graphique le retard à la perturbation du récepteur 1 par rapport au récepteur 2 est :

 

 

2.5. Valeur V1 de la célérité des ondes ultrasonores dans l'air :


2.6. On n’obtiendrait pas le même résultat pour la célérité si on effectuait l'expérience en utilisant l'eau à la place de l'air comme milieu de propagation car le son se déplace à une célérité plus importante dans l’eau que dans l’air.

 

3. Détermination de la célérité des ultrasons : 2ème méthode

sensibilité verticale de 0,10 V.div-1 ; sensibilité horizontale  

3.1. Période T et fréquence f des ultrasons :

La période représente N = 2,5 div


3.2. d1 = 8,4 cm. d1 est égale à dix fois la distance séparant 2 points qui vibrent en phase. Cette distance est égale à  la longueur d’onde .


3.3. Valeur V2 de la célérité des ultrasons. La célérité est égale au rapport de la longueur d’onde sur la périodicité temporelle T.


4. Détection de distance

v =  1,2.103 km.h-1.

L’onde frappe l’obstacle et revient vers la voiture. Il parcourt donc 2 fois la distance d.