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célérité du son dans l acier

Posté par lululoulou (invité) 18-09-05 à 14:00

bonjour, cet exercice me pose probleme en physique

sur un chantier un ouvrier frappe un coup a l'extrémité d'une tige en acier de 100m de long.  Un second ouvrier situé a l'autre extrémité de la poutre entend alors deux coup successifs. la célérité du son dans l'air est de 340 m/s

1 expliquez pourquoi l'ouvrier entend 2 coups

2 sachant que la durée qui sépare les 2 coups est de 0,277 secondes, calculer la célérité de l'onde dans l'acier de la tige.

merci

Posté par
Buth
re : célérité du son dans l acier 02-10-05 à 18:41

1) Le son se propage dans l'acier de la tige et également dans l'air, étant donné que les vitesses de propagation du son dans ces deux milieux ne sont pas les mêmes, on entend deux fois le son.

2) Soit t1 la date de perception du premier coup
Soit t2 la date de perception du deuxième coup
Soit t la durée séparant les deux coups

t=t2-t1

Or t=d/v

Je te laisse terminer

Posté par
Yumi
re : célérité du son dans l acier 12-07-11 à 11:32

Salut la compagnie

J'ai un petit problème avec cet exo'.

C'est quel son qu'on entend en premier ? celui de la tige ou celui qui se propage dans l'air ?

car quand je calcule \rm t = \frac{d}{v son} = \frac{100}{340} = 0,294 s, c'est t 1 ou t 2 ?

Comment savoir ?!

Merci de bien vouloir m'éclairer ...

Posté par
Coll Moderateur
re : célérité du son dans l acier 12-07-11 à 14:14

Bonjour,

Un extrait de l'article à cette adresse :

Les ondes sonores se déplacent à environ 344 m/s dans de l'air à 20 °C, vitesse qu'on peut arrondir à environ un kilomètre toutes les trois secondes. [...] Dans des milieux non gazeux le son peut se propager encore plus rapidement. Ainsi dans l'eau, sa vitesse est de 1482 m/s et dans l'acier de 5050 m/s. Le son ne se propage pas dans le vide, car il n'y a pas de matière pour supporter les ondes produites (isolation phonique), le son se propageant grâce aux déplacements des molécules entrant dans la composition de l'air. C'est une onde dite longitudinale, car les points matériels se déplacent dans le même sens que le déplacement de l'onde (l'autre type étant les ondes transversales).

Posté par
Yumi
re : célérité du son dans l acier 12-07-11 à 19:40

Salut

Ah! ok. Merci bien. C'est donc une notion à connaitre ?!

Posté par
Coll Moderateur
re : célérité du son dans l acier 12-07-11 à 20:44

Oui, c'est une notion à retenir.

Un ébranlement, une perturbation, va se propager dans l'air au gré des collisions entre molécules ; la vitesse du son augmentera ainsi avec la température dont l'élévation favorise les collisions.
Les molécules d'eau sont beaucoup plus liées que celles de l'air. Mais dans un métal on rencontre des liaisons entre atomes encore plus importantes et c'est là que le son se propagera le plus rapidement parmi ces trois milieux.

Termines-tu cet exercice ?

Posté par
Yumi
re : célérité du son dans l acier 13-07-11 à 14:25

Citation :
Termines-tu cet exercice ?


Of course, of course.

2- Calcul de la célérité de l'onde dans l'acier de la tige.

v acier v air donc on entendra le son qui se propage dans l'air en second temps.

Ainsi,

\rm t2 = \frac{l}{v air}

A.N

\rm t2 = \frac{100}{340}

\rm t2 = 0,294 s

De plus,

t = 0,277s

donc,

t2 - t1 = 0,277s

t1 = \rm \frac{l}{v air} - t

t1 = (l - t * v air) / (v air)

Par suite,

v acier = \rm \frac{l}{t1}

v acier = l* v air / (l - t * v air)

v acier = 5,84 \times 10^3 m.s^{-1}



Sauf erreur

Posté par
Coll Moderateur
re : célérité du son dans l acier 13-07-11 à 17:35

Pas d'erreur selon moi.

Il y a un petit mélange de résolution numérique et de résolution littérale.
Tu aurais pu te dispenser de calculer t2 = 0,294 s

La résolution littérale que tu mets en œuvre ensuite suffit pour le résultat final (tu vois bien que tu n'utilises pas ce résultat intermédiaire donnant la valeur de t2).

J'utilise L pour la longueur afin de ne pas confondre avec le chiffre 1

L/vair - L/vacier = t
1/vair - 1/vacier = t / L
1/vacier = 1/vair - t / L
vacier = vair L / (L - vair t)
et application numérique


C'est bien !

Posté par
Yumi
re : célérité du son dans l acier 15-07-11 à 11:19

Ah! oui... c'est vrai. merci.

Posté par
Coll Moderateur
re : célérité du son dans l acier 15-07-11 à 12:35

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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