Célérité

L’amplitude de la déformation diminue donc lorsqu’elle s’éloigne de la source. Ainsi, plus on s’éloigne de la source sonore, moins on entend le son émis. 3. Célérité du son a. Sons et ultrasons Dans un milieu matériel homogène (ici l'air à température ambiante), les sons et ultrasons se propagent à vitesse constante identique, c'est-à-dire que cette célérité dépend de la nature du milieu et pas de la fréquence de l'onde sonore. b. Description de l'expérience On relie un émetteur E d'ultrasons (pour

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

matériel sans transport de matière, mais avec transfert d’énergie. 2. CELERITE D’UNE ONDE. La propagation d’une perturbation dans un milieu s’effectue avec une certaine «vitesse». Mais, puisque la propagation s’effectue sans transport de matière, on préfère utiliser le mot célérité. La célérité V d’une onde est le rapport entre la distance d parcourue par l’onde et la durée t du parcours. d M1 M2 V= = t t2 - t1 Les célérités d’une onde le long d’une corde élastique ou à la surface de l’eau peuvent

du point M est la verticale. 1.2 Comme la direction de propagation de l’onde est perpendiculaire à la direction du mouvement du point M, l’onde est transversale. 2. Étude chronophotographique 2.1 Considérons l’axe horizontal (Sx) d’origine S. La célérité V de l’onde est le rapport de la distance MM’ = xM’ – xM parcourue par l’onde entre les xM - xM points M et M’ sur la durée de propagation de l’onde, t’ – t : V = ' t' - t Entre les photos n°6 et n°8 le front de l’onde parcourt la distance xM’ –

Partie I : PROPAGATION d’une ONDE ; ONDES PROGRESSIVES 1- LES ONDES MECANIQUES PROGRESSIVES Les savoir-faire · Définir une onde mécanique et sa célérité · Définir et reconnaître une onde transversale et une onde longitudinale (donner des ex. : ondes sonores…) · Connaître et exploiter les propriétés générales des ondes · Notion d’onde progressive, de retard τ. Exploiter et interpréter un document expérimental 1- 1 Qu’est-ce qu’une onde mécanique ? On appelle onde mécanique, le phénomène

 Définir une onde mécanique et sa célérité.  Définir et reconnaître une onde transversale et une onde longitudinale.  Connaître et exploiter les propriétés générales des ondes.  Définir une onde progressive à une dimension et savoir que la perturbation en un point du milieu, à l'instant t, est celle qu'avait la source au temps t0 = t - tau, tau étant le retard (dans un milieu non dispersif).  Exploiter la relation entre le retard, la distance et la célérité.(=  Exploiter un document expérimental

est la verticale. 1.2 Comme la direction de propagation de l’onde est perpendiculaire à la direction du mouvement du point M, l’onde est transversale. 2. Étude chronophotographique 2.1 Considérons l’axe horizontal (Sx) d’origine S. La célérité V de l’onde est le rapport de la distance MM’ = xM’ – xM parcourue par l’onde entre les points M et M’ sur la durée de propagation de l’onde, t’ – t : V=(xm'-xm)/(t'-t) Entre les photos n°6 et n°8 le front de l’onde parcourt la distance xM’ –

acier b) béton c) vide d) eau Vide : pas de matière 1.4. Calculer la célérité des ondes sonores à l’altitude de 10 km en considérant que la température  de l’air vaut - 50°C. 0,5 pt V = 3,0 x 102 m.s-1 avec le respect des chiffres significatifs 1.5. Comparer cette valeur à la vitesse de l’avion. Celui-ci a-t-il franchi le mur du son ? 0,5 pt v = 1,1 x 103 km/h = vson > vavion 2. Le claquement d’un coup de fouet 2.1. Cette célérité v dépend de la tension F (en newton) de la lanière et de sa masse linéique

à sa direction de propagation. -Définition de la célérité : La célérité v d’une onde est le rapport entre la distance d parcourue par l’onde et la durée (t du parcours. v = d/(t avec v : célérité de l’onde en m.s-1 d :distance parcourue par l’onde en m (t :durée du parcours en s -Notion de retard : Le retard ( est la durée mise par la perturbation pour aller de S à M’. ( = SM’/v où v est la célérité de l’onde. (Conclusion : Dans une onde mécanique

subit pas de réflexions. Célérité d’une onde : La propagation d’une onde ne s’accompagne pas d’une propagation de matière : c’est une propagation d’énergie uniquement. C’est pour cela que la vitesse de propagation est appelée « célérité ». La célérité d’une onde ne dépend pas de son amplitude. Elle ne dépend que des caractéristiques du milieu. Exemples : La corde : La célérité dépend de la tension de la corde et de sa nature. La surface d’une nappe d’eau : La célérité dépend de la profondeur