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Célérité du son en milieu aquatique : type BAC

Posté par
natashaa78
09-09-13 à 22:18

Bonsoir, je bute sur quelques questions d'un exercice type BAC que mon professeur nous a demandé de faire. Votre aide sera la bienvenue. Merci d'avance

Énoncé :
Afin d'étudier la célérité des ondes ultrasonores dans l'eau en travaux pratiques, des élèves disposent des émetteurs et récepteurs ultrasonores sur les parois d'un aquarium de longueur L = 55 cm rempli d'eau à moitié. L'émetteur et le récepteur sont presque confondus : la propagation du son peut être considérée comme perpendiculaire à la paroi. Les salves d'ultrasons émises se réfléchissent sur la paroi opposée de l'aquarium et sont détectées par les récepteurs branchés à une interface d'acquisition : le détecteur situé au-dessus de l'eau est relié à la voie A, le détecteur immergé à la voie B. Le début de l'enregistrement est arbitraire et ne correspond pas à l'émission de la salve. La vitesse du son dans l'air est vair = 340 m.s-1.

Questions :

1. Exprimer en fonction de L, la distance parcourue par les ultrasons pour effectuer le trajet de l'émetteur au récepteur.
--> d = 2L

2. On nomme tair, la durée mise par le son pour aller de l'émetteur au récepteur dans l'air. Donner la relation entre L, tair et vair.

--> vair = 2L / tair

3. Faites de même avec la relation reliant teau, durée de propagation du son dans l'eau, à veau, vitesse du son dans l'eau.

--> veau = 2L / teau

4. Donner le lien entre , tair et teau.
--> = teau + tair

5. Déduisez des questions précédentes une expression de veau en fonction des grandeurs connues. Puis, vérifier que la valeur de veau obtenue est alors proche de 1,5.103 m.s-1.

--> veau = 2L / teau = 2L / ( - tair). Le problème c'est que lorsque j'effectue mon calcul j'obtient - 1,5.103 et non - 1,5.103 ...

6. a. La valeur que l'on attend est 1,6x103 m.s-1
--> écart relatif = | 1,5x103 - 1,6x103 | / 1,6x103 = 6,25 %

6. b. Néanmoins, le logiciel de pointage présente une erreur de positionnement des pointillés, l'incertitude absolue sur la mesure de peut être estimée à = 0,0002 s. Calculer les incertitudes relatives pour les grandeurs L, vair et . Grâce aux résultats trouvés, identifier la grandeur principalement responsable de l'écart relatif déterminé ci-dessus et proposer des moyens d'améliorer la mesure de veau
Je bloque totalement sur cette question. Je ne sais pas comment trouver les incertitudes relatives des grandeurs demandées et donc je ne peux pas répondre au reste de la question :s

Merci d'avance pour votre aide et votre temps !

Célérité du son en milieu aquatique : type BAC

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 09-09-13 à 22:20


Citation :
Le problème c'est que lorsque j'effectue mon calcul j'obtient - 1,5.103 et non - 1,5.103 ...


Petite rectification, pour la question 5, j'obtient - 1,5.103 et non "+" 1,5.103 comme dit dans la consigne.

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 09-09-13 à 23:10

salut !

Un petit dessin aiderait pas mal à comprendre, tu as une figure du montage ? Ce serait notamment pratique pour la relation faisant intervenir tau.

Les trois premières questions sont justes à mon sens

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 10-09-13 à 18:37

oui pardon voici le schéma :

Célérité du son en milieu aquatique : type BAC

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 10-09-13 à 20:29

Nickel merci

Alors au boulot : déjà qu'est-ce-que tau ? Ca représente quoi ?

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 10-09-13 à 20:53

tau c'est le retard d'une onde entre m1 et m2

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 10-09-13 à 22:50

oui et si sur ton graphe tu identifie ce qui est en rouge et ce qui est en vert , à qui est la trace n°1 et à qui est la n°2 ?

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 10-09-13 à 23:09

en vert c'est la voie B car la célérité des ondes se propagent plus vite dans l'eau que dans l'air

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 11-09-13 à 13:36

Ok très bien donc le retard c'est quoi justement ? ce ne serait pas le retard des ondes qui sont dans l'air par rapport à celles qui voyagent dans l'eau ? Qu'en déduis-tu ?

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 11-09-13 à 14:21

c'est = 1,25 - 1 = 0,25 x 10-2 s

j'en déduis que c'est l'addition des ondes qui voyagent dans l'eau mais aussi dans l'air d'où = teau + tair

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 11-09-13 à 19:30

pourrais-je avoir des indications sur les questions auxquelles je n'y arrive pas svp ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 11-09-13 à 21:10

pourquoi en déduis-tu que c'est l'addition ?

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 11-09-13 à 22:05

car tau c'est l'addition de la duree mise par le son pour aller de l'emetteur au recepteur dans l'air + de la duree de propagation du son dans l'eau

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 11-09-13 à 23:52

non. Tau c'est un retard... C'est donc le différentiel entre les durées de réception des ondes
Dans différentiel il y a différence cad "-"

Posté par
natashaa78
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 12-09-13 à 07:25

olala non mais quelle idiote !!! merci pour la rectification donc cela donne tau = teau-tair d'ou  teau = tau + tair

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 12-09-13 à 09:40

ok

Ca va mieux pour la suite ?

Posté par
Dylan1995
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 20-09-13 à 20:02

Bonjour j'ai moi même eu cet exercice et je ne comprends pas du tout comment on calcule le numéro 5 parce que je ne trouve pas du tout ça.
Pour moi 2L= 1,1m et teau=1,00 donc je ne trouve pas du tout 1,5 x 10^3 m.s
Si quelqu'un pouvait m'aider,merci beaucoup !

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 21-09-13 à 00:18

ok pour ta valeur de 2L. Attention pour teau tu as un facteur 10-2 s

Posté par
Dylan1995
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 21-09-13 à 08:55

Merci beaucoup pour ta réponse aussi rapide !

Mais justement en faisant ce calcul avec 10^-2s,j'obtiens bien 110 m/s et non 1,5 x 10^3
Etant donné que 2L/teau = 1,1/1,0x10^-2.

Si quelqu'un pouvait m'aider

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 21-09-13 à 10:01

et avec -tair tu obtiens le bon résultat ?

Posté par
Dylan1995
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 21-09-13 à 14:04

Ben vu que t -tair = -0,25-1,25 =-1,5 ça ne me donne que ça et non v(eau)  vu que 2L/t(eau) = 1,1/1,5x110^-2 ça ne me donne toujours pas le bon résultat.

Et même si t = 0,25,celà vaut 1,00 et donc 2L/t(eau) = 1,1/1,0x10^-2 n'est pas bon.

Je comprends pas du tout..

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 21-09-13 à 17:46

Non, tau est positif il n'y a pas de signe moins

Posté par
Dylan1995
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 21-09-13 à 18:40

Donc tau = 0,25 ? ,
Ben tair - tau = 1 -0,25 =0,75

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 21-09-13 à 20:32

0,25.10-2 secondes

Posté par
Dylan1995
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 22-09-13 à 11:28

Juste tair =1,00x10^-2 ou 1,25x10^-2?

Si tair =1,25x10^-2 alors ce n'est pas possible non ?

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Célérité du son en milieu aquatique : type BAC 22-09-13 à 14:56

1,25.10-2 s



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