Exercice 4 : Mesure de la vitesse des ultrasons dans l'eau (8,5 points)
Pour mesurer la vitesse des ultrasons dans l'eau, deux élèves disposent d'une cuve remplie d'eau, d'un émet¬teur E et de deux récepteurs d'ultrasons R1 et R2 immergés. E envoie des salves ultrasonores en direction de R1 et R2. Un oscilloscope permet de visualiser les deux signaux reçus par les récepteurs R1 et R2.
Les parois internes de la cuve sont couvertes de mousse pour empêcher toute réflexion des ultrasons. R1 et R2 sont initialement placés côte à côte, à 2,00 m de E. Les signaux qu'ils reçoivent sont alors identiques. R1 est ensuite éloigné de E de 60 cm, et l'oscillogramme alors obtenu est donné ci-dessous.
1. Faire un schéma de l?expérience. Représenter l?émetteur et les deux récepteurs. Indiquer la distance D qui sépare R2 de E et la distance d qui sépare R1 de R2.
2. Associer chaque signal de l'oscillogramme au récepteur qui lui correspond. Justifier.
3. Mesurer la durée qui sépare les deux réceptions de la salve d'ultrasons par R1 et par R2.
4. Calculer la vitesse des ultrasons dans l'eau.
5. Ce type d?onde se propage-t-il plus ou moins vite dans l?air ? Dans le vide ? Justifier