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Mesure de la célérité du son

Posté par
athrun
26-09-09 à 11:00

Bonjour,

certaines questions de cette exercice me pose problème :

Énoncé :

Citation :

Mesure de la célérité du son

Dans une expérience de détermination directe de la célérité du son, on a enregistré à l'aide d'une carte d'acquisition, les tensions délivrées par deux microphones MA et MB séparés d'une distance AB lorsqu'on provoque un bruit sec.

1. Quelles grandeurs physiques caractérisent une onde sonore ?

2. Pourquoi la voie 2 reliée à MB, présente t-elle un décalage temporel avec la voie 1, reliée à MA ?

3. Au cours d'une mesure, on a trouvé = 11,54 ms pour une distance AB = 3,95 m. Déterminer la célérité du son.

4. Au cours d'une séance de travaux pratiques, les divers groupes de TP ont trouvé pour la célérité du son, les valeurs suivantes (en m.s-1) :

343 ; 344 ; 342 ; 339 ; 540 ; 341 ; 342 ; 341 ; 338 ; 340

a. Une des mesures est aberrante. Doit-on la garder en vue d'exploiter les résultats de l'ensemble des mesures ?

b. Déterminer la moyenne 3$\bar{v} de la célérité.

c. A l'aide de la calculatrice en mode statistique, déterminer n-1 qui sera noté . C'est une évaluation de l'incertitude absolue sur la détermination de la célérité.

d. Le taux d'incertitude relative est donné par : 3$\frac{\sigma}{\bar{v}}.

Calculer, en pourcentage, la valeur de cette incertitude relative.


Mes réponses :

1. Je vois pas trop quoi, peut-être la période, la fréquence ?

2. Il y a un décalage temporel car les microphones MA et MB ne sont pas exactement au même endroit, ils sont séparés par une distance AB.
On remarque de plus que c'est la voie deux reliée au microphone MB qui présente le retard .
On en déduit que la distance séparant la source du son (le bruit sec) du microphone MB est plus élevée que celle séparant la source du microphone MA.

3. Soit 3$v la célérité du son :

3$v=\frac{AB}{\tau}=\frac{3,95}{11,54\times10^{-3}}==342m.s^{-1}

4.a. La mesure égale à 540m.s^{-1} est aberrante : on doit trouver des vitesses de l'ordre de 340m.s^{-1}, or 540 représente une erreur de 63% par rapport à la valeur de référence 340. On ne garde pas cette valeur afin de ne pas fausser les résulttas.

b. Expression de la moyenne des célérités, 3$\bar{v} :

4$\bar{v}=\frac{1}{N}\Bigsum_{i=1}^{i=9}~v_i

4$\bar{v}=\frac{343+344+342+339+341+342+341+338+340}{9}=341m.s^{-1}

c. J'ai pu calculé l'écart-type normal, mais je ne vois pas comment faire pour calculer n-1 ...

d. Je n'ai pas le bon écart-type.

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 13:08

Salut Athrun !

Cela faisait un certain temps que je ne t'avais pas vu .

Toujours des topics aussi bien présentés .

Je suis à toi dans 5 min.

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 13:22

1. Sa fréquence (ou sa période) ainsi que sa longueur d'onde.
En effet, f = 1/T, tu peux donc évoquer l'une ou l'autre.

2. TB !

3. Définis bien les notations que tu utilise :
La célérité du son est v = ....
si AB est ...
et 3$\tau est ....

Sinon, la valeur est correcte.

Citation :
4.a. La mesure égale à 540 m/s est aberrante. En effet, on doit trouver des vitesses de l'ordre de 340 m/s. Or 540 représente une erreur de 63% par rapport à la valeur de référence 340. On ne garde donc pas cette valeur afin de ne pas fausser les résultas.


TB !

3. b. TB !

c. Je n'utilise pas la calculatrice pour ça mais connais-tu la définition de l'incertitude absolue ?

d. Je n'utilise pas non plus la calculatrice pour ça...

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 14:00

Hey gbm salut


T'es devenu correcteur la classe ^^

1. merci pour la longueur d'onde, je ne savais pas

2. ok

3. La dimension d'une vitesse est le rapport d'une distance sur un temps, on en déduis que :

la célérité du son est v=\frac{AB}{\tau} si AB est une distance et un temps, or AB est bien une distance et est un retard, un décalage temporel donc bien un temps, donc la célérité du son est v=\frac{AB}{\tau}

4.a. merci pour la correction de la mise en forme ^^

b. ok

c.d. Eh bien je vois ce que c'est, c'est par exemple Volume = x y

par contre je sais pas comment le calculer ... le n-1 a quelquechose à voir avec la valeur aberrante ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 14:39

3. Oui si tu veux. Tu n'est pas obligé de me justifier que \tau est homogène à un temps .

Je me contente très bien de
si AB est la distance entre les deux microphones et \tau le retard.

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 14:45


c et d,

je ne vois pas ce que signifie (n-1) (il faudrait peut-être que je regarde sur une calculatrice...).

En tout cas

L'incertitude absolue est xm - xe

si xe est la valeur exacte ou valeur vraie (valeur qui caractérise la grandeur, dans les conditions de l'instant considéré)

xm est la valeur mesurée.

L'incertitude relative est (xm-xe)/xm ou (xm-xe)/xe

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 15:14

Ok merci pour ça je vois ce que c'est.

La calculatrice donne l'écart-type, mais alors l'écart-type n-1 ... aucune idée

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 15:17

ok pour la 3.

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 15:26

Pour le (n-1) il faudrait que je refasse un peu de stats... (je n'en ai pas fait depuis la première ).

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 18:27

Oui je comprends, je t'embête pas à chercher c'est pas grave

j'ai encore plein d'exercices alors comme en contrôle faut pas que je traîne trop sur une chose :p

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 18:28

ne t'embêtes pas à chercher*

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 18:48

Moi j'aurais utilisé la méthode que je t'ai expliqué. Si tu sais le faire à la calculette c'est très bien aussi

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 19:07

Ok

c.

Alors xm est la valeur mesurée,

4$xm = 341 m/s

La valeur de référence dans l'air pour la vitesse/célérité du son dans les conditions normales est v=340m/s

d'où : 4$xe=340m/s

l'incertitude absolue : 4$xm-xe=1m/s

d.

L'incertitude relative : 4$\frac{xm-xe}{xe}=\frac{1}{340}\approx=3.10^{-3}

ce qui fait 4$0,3% d'incertitude relative, extrêmement faible.

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 19:08

oops petite coquille :

\frac{1}{340}\approx3.10^{-3}

et pas "4$\approx="

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 26-09-09 à 20:00

et pour la d.

l'incertitude relative en pourcentage est définie par :

4$\frac{|xm-xe|}{xe}\times100

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 27-09-09 à 10:19

Absolument

Ce que tu as fait est ce qu'on demande généralement en terminale et par la suite.

C'est pour cela que je trouve qu' utiliser sa calculatrice pour ce type de question est bête (ce n'est pas de ta faute c'est la sujet qui est fait ainsi...).

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 27-09-09 à 13:12

C'est sûr que vu comme ça, je trouve ça bête aussi, mais bon... j'verrai bien ce que dit la prof sur le sujet ^^

Merci pour l'exercice ^^

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 27-09-09 à 14:34

Je t'en prie

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 28-09-09 à 21:23

Bonsoir gbm,

j'ai demandé pour le sigma n-1, en fait n-1 c'est parce qu'on prend pas en compte la valeur aberrante, cest l'écart-type normal en clair quoi

Posté par
gbm Webmaster
re : Mesure de la célérité du son 29-09-09 à 18:56

Ok, c'est toujours bon à savoir.

On ne s'est donc pas planté au moins

Posté par
athrun
re : Mesure de la célérité du son 29-09-09 à 19:54

Ouep



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