Fiche Exercices

Nº : 36001

PHYSIQUE

Série S

Thème : Ondes
Fiche I : Ondes mécaniques
► Exercice n°1
On dispose d’un tuyau de canalisation en cuivre de longueur L = 375 m.
Une personne A, située à l’une des extrémités du tuyau, frappe un coup à l’aide d’un marteau. Une seconde personne B, située à l’autre extrémité du tuyau, perçoit deux coups décalés d’une durée τ =1,0 s.
1) Calculer la célérité du son dans le cuivre.
2) On remplace le tuyau en cuivre par un tuyau en aluminium de même longueur.
Comment évolue le décalage temporel τ’ des deux coups perçus par la personne B ?
Données : vair = 340 m.s-1 ; le cuivre est moins rigide que l’aluminium.

► Exercice n°2
Trois stations A, B et C enregistrent des relevés sismographiques. Chaque relevé, établi à partir de 11 h 26 min, fait apparaître trois régimes : une phase de pré-séisme, exempte de vibrations, puis une deuxième partie correspondant à l’arrivée des ondes les plus rapides et enfin une dernière partie relative à la superposition des ondes les plus rapides et des autres ondes.
Station

Heure d’apparition des ondes les plus rapides

Heure d’apparition des autres rondes

A

11 h 26 min 49,0 s

11 h 27 min 20,0 s

B

11 h 27 min 37,0 s

11 h 28 min 28,4 s

C

11 h 27 min 30,0 s

11 h 28 min 18,6 s

1) Déterminer la distance séparant l’épicentre du séisme de chacune des trois stations.
2) Déterminer l’heure à laquelle s’est produit le séisme.
Données :
Célérité des ondes P : vP = 5,0 km.h-1.
Célérité des ondes S : vS = 3,5 km.h-1.

► Exercice n°3
La célérité du son dans l’air ou dans un gaz diatomique est donnée par la relation suivante : v = [(1,4 × R × T) / M]1/2 où R est la constante des gaz parfaits, T est la température en degré K et M est la masse molaire du gaz exprimée en kg.mol-1.
1) Déterminer la masse molaire de l’air.
2) Calculer les célérités du son dans le dihydrogène et le dioxygène à 20°C.
Données :
Célérité du son dans l’air à 0° C :