Vitesse du son

750 mots 3 pages

Mesure de la vitesse du son dans l'air (rapport type)

BUT ET RESUME

En mesurant le temps que met le son bref d'un claquement de doigt pour parcourir un aller retour le long d'un tube, on va déterminer la vitesse de propagation du son.

INTRODUCTION

Comparées à la plupart des objets, les ondes sonores se déplacent très rapidement. Mesurer la vitesse du son constitue donc un défi technologique. Une méthode consisterait à utiliser l'écho. En vous plaçant à quelques 300 m d'une falaise, vous pouvez enclencher un chronomètre lorsqu'un bruit intense est produit et l'arrêter lorsque vous entendez l'écho. De la, vous pouvez calculer la vitesse du son.

En utilisant la même technique avec des distances plus courtes, vous aurez besoin d'un système de mesure du temps plus rapide qu'un chronomètre. C'est ce que l'on va faire dans cette expérience en utilisant un ordinateur relié à un microphone.

PRINCIPE ET DESCRIPTION DE L'EXPERIENCE

Montage

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Matériel

← un long tube ← un microphone ← une interface LabPro ← un ordinateur avec l'application Logger Pro 2.1

Principe

Le microphone réagit au claquement de doigt de l'expérimentateur et enclenche le processus d'enregistrement du programme informatique. Sur l'écran vont apparaître les enregistrements de la première impulsion et des échos successifs, le son faisant des allers-retours dans le tube.

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THEORIE

Lorsqu'elle est constante, la vitesse est le quotient de la distance parcourue par le temps de parcours :

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Elle se mesure en [mètres /seconde = m/s]

La vitesse du son dans un gaz dépend de plusieurs facteurs :

← nature du gaz ← pression ← température

Pour l'air, une formule empirique permet de calculer théoriquement cette vitesse de la manière suivante :

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où ( est la température en °C
(Le but de ce TP n'est pas d'étudier cette formule mais simplement de l'utiliser pour avoir une valeur de référence théorique)

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