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Vitesse du son et de l'air

Posté par
El_Pandora
11-10-09 à 12:58

Bonjour je bloque sur cet exercice :

Le son se propage comme une onde: l'air vibre, mais en moyenne, reste sur place alors que l'onde, c'est à dire le mouvement, se propage de proche en proche sur de grandes distances. On compare souvent ce phénomène à la propagation dans une chaine de masses séparées par des ressorts: en oscillant, une masse comprime et relâche les ressorts contigus qui déplacent les masses suivantes; ces oscillations se transmettent ainsi de proche en proche.[...]
Que l'air soit un ressort, nous en avons l'expérience en bouchant l'extrémité d'une pompe à vélo: si l'on comprime l'air, puis qu'on relâche la poignée, celle-ci est rejettée dans l'air.Quant à la masse volumique de l'air, elle est faible: 1.3kg par mètre cube, soit un peu plus de un millième de celle de l'eau.
Plus le ressort est mou, ou plus la masse est forte, moins l'onde se propage rapidement. Ceci explique pourquoi l'eau et l'air ont des célérités du son qui sont relativement proches (1500 mètre pour l'eau contre 340 pour l'air dans les conditions normales de température et de pression) : l'eau est beaucoup plus dense, mais elle est beaucoup plus rigide.

1. Au cours d'un orage, une personne aperçoit un éclair au loin. Le tonerre est perçu 3.1s plus tard. A quelle distance de cette personne la foudre est-elle tombée? Préciser les hypothèses simplificatrices.

2. Au voisinage de la surface de l'eau, on provoque une explosion; le se propage dans l'air et dans l'eau. On détecte, à une distance d, le son qui arrive dans l'eau et celui qui arrive dans l'air. L'intervalle de temps qui sépare les deux détections est de : 11.4s. Calculer la distance d.

Pour la 1, j'ai fait :

c = d/t
d=c*t
d=1054 m

Mais je suis pas sûr du resultat...
Et pour la 2 je ne trouve vraiment pas.

Merci d'avance !

Posté par
tom022
re : Vitesse du son et de l'air 11-10-09 à 19:52

Bonjour,

Pour la question 1 c'est bon il n'y a pas de problème

2) on pose va la vitesse de propagation du son dans l'air et ve celle de l'eau
           t le temps pour que le son arrive au capteur en passant par l'eau
           t+t le temps pour que le son arrive au capteur en passant par l'air

de manière générale on a v=d/t donc d=vt on a donc les 2 relations suivantes :

d=va(t+t)
d=vet

d=340t+340t
d=1500t

En égalisant les 2 équations on obtient :
1500t=340t+340t
1160t=340t                  or on sait que t=11.4s

D'où t=340*11.4/1160=3.34s

On remplace dans d=vet=1500*3.34=5010m

Voilà, si tu as des questions n'hésites pas !



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