Tpe 1s propagation onde sonore

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I.A LA PROPAGATION D’UNE ONDE SONORE

1) Une onde sonore

L'onde sonore peut être définie comme une alternance de décompression et de compression (diminution ou de la densité d'un corps) des particules proches. Il n’y a pas de migration moléculaire, c'est-à-dire qu’une onde ne modifie pas le milieu dans lequel elle passe. Il n’y a donc pas de transport de matière mais un transportd’énergie.




Remarque : Les milieux fluides ne peuvent transmettre que les mouvements longitudinaux (lorsque le déplacement des points de milieu de propagation s’effectue dans la même direction que celle de la propagation). Dans les milieux solides, la propagation est à la fois longitudinale et transversale.
Une onde sonore est une onde tridimensionnelle (elle peut être aussi à une dimension surune corde vibrante).

L'onde sonore a une propagation radiale : les particules du milieu entrent en vibration les unes après les autres autour de leur position d’équilibre. Elle se fait parallèlement à la direction de propagation. La déformation se propage dans le milieu selon une onde. Il y a donc perturbation du milieu sans transport de matière.


Schéma illustrant la propagation desondes sonore à partir d'une source unique.

2) La propagation d’une onde sonore

La célérité v de l’onde est la vitesse de propagation de l’onde. C’est le rapport entre la distance d parcourue par l’onde pendant une durée ∆t du parcours.
V=

V en mètre par seconde ( ms.-1)
d en mètre (m)
∆t en seconde (s)

En 1708, William Derham mesure la vitesse du son: il observe d’abord le tir d'uncanon situé à 19 km à partir d'un clocher, puis il mesure l'écart de temps entre l'éclair et la détonation du tir d'un canon.

La propagation d'une onde sonore nécessite un support un matériel vibrant (généralement l’air mais peut aussi être liquide ou solide.). Sans milieu matériel, le mouvement vibratoire ne peut se diffuser : transmission du son devient alors impossible.
Ce phénomènepeut être mis en évidence par l'expérience de la cloche à vide. Une machine fait le vide sous la cloche dans laquelle une source sonore émet un son assez puissant. A mesure que l'air diminue dans la cloche le son disparait. Puis, quand l'air revient, le son se fait de nouveau entendre.



L'onde sonore peut se déplacer et se déplace donc dans n’importe quel milieu excepté le vide. Il y règnealors le silence. Elle varie selon le milieu, la température, la pression. Pour leur propagation, elles nécessitent donc comme support un matériel solide, gazeux ou liquide. Dans tous les cas, ce sont les molécules qui constituent le milieu qui vibrent.

3) La propagation d’une onde sonore selon la température et pression d’un milieu.

a // La propagation de l’onde sonore selon la températuredu milieu

La célérité du son dans l’air dépend de la température. À la température ordinaire, elle est de l’ordre de 340 m/s.
Les ondes sonores se propagent sur de plus longues distances quand le milieu est froid. Par conséquent, on entend davantage les bruits de circulation l'hiver.



Dans les milieux solides la vitesse de propagation des ondes sonores diminue lorsque la températureaugmente puisque le milieu perd de l’élasticité. C’est le cas inverse pour les liquides et les gaz.

b // La propagation de l’onde sonore selon la pression du milieu.

Ce paramètre joue un rôle important dans la vitesse de propagation du son. Par exemple, dans un milieu gazeux comme celui du plein air, le son va se déplacer plus lentement si la densité de l'air augmente. La hausse de lapression peut freiner la propagation des ondes car elle rend le milieu moins élastique, souple.



Les valeurs positives puis négatives que prend la sinusoïde s'explique par la création des zones de surpressions et de dépressions des particules proches. Le son est donc une modification de la pression atmosphérique.

La pression est égale à l'intensité de la force divisée par la surface sur...
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