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2DE : UNE ONDE SONORE SE PROPAGE À QUELLE VITESSE ?

mercredi 25 septembre 2019, par Oscillo&Becher


UNE ONDE SONORE SE PROPAGE ...

UNE ONDE SONORE SE PROPAGE ...

1 Dans le vide, une onde sonore se propage à quelle vitesse ?

1.2 Bilan

D'après l'expérience précédente, la vitesse du son dans le vide est, en \(m.s^{-1}\),

2 Dans l'air, une onde sonore se propage à quelle vitesse ?

2.1 Document

L'une des expériences historiques permettant de déterminer la valeur de la vitesse du son dans l'air a été réalisée par François Arago, Louis Joseph Gay-Lussac et Gaspard de Prony en 1822 près de Paris sur ordre du Bureau des Longitudes.

Présenté ci-dessous, l'extrait du traité élémentaire de physique (1836) de Monsieur l'abbé Pinault relate cette expérience.

Les deux stations que l'on avait choisies étaient Villejuif et Montlhéry. À Villejuif, le capitaine Boscary fit déposer, sur un point élevé, une pièce de six (pièce de canon), avec des gargousses (Charge de poudre contenue dans une enveloppe de tissu ou de papier au diamètre de la chambre du canon) de deux et trois livres de poudre. À Montlhéry, le capitaine Pernetty fit déposer une pièce de même calibre, avec des gargousses de même "poids".

Les expériences furent faites de nuit et commencèrent à onze heures du soir, le 21 et le 22 juin 1822. De Villejuif on apercevait très distinctement le feu de l'explosion de Montlhéry et vice versa : le ciel était serein et à peu près calme. La température de l'atmosphère était de 15,9 degrés Celsius. Les coups de canon des deux stations opposées étaient réciproques, afin que les résultats ne fussent pas influencés par le vent. Chacun des observateurs notait sur son chronomètre le temps qui s'écoulait entre l'apparition de la lumière et l'arrivée du son. On peut prendre 54,6 secondes pour le temps moyen que le son mettait à passer d'une station à l'autre. Les deux canons étaient distants de 18612 m.

2.2 Bilan

D'après l'expérience précédente, la vitesse du son dans l'air à 15,9 °C est, en \(m.s^{-1}\),

3 Dans l'eau, une onde sonore se propage à quelle vitesse ?

3.1 Document

En 1826, une expérience a été réalisée sur le lac Léman entre la ville de Rolle et celle de Thonon. On a reproduit ci-dessous une partie de l’analyse de l’expérience faite par Colladon et Sturm.

"Le château de Rolle est situé sur le bord même du lac; quant au clocher de Thonon sa projection est éloignée du bord de 353 m ce qui donne 13887 m pour la distance des deux rives. En retranchant 400 m pour la distance des deux bateaux aux deux rives, on a 13487 m pour la distance des deux bateaux. Ce nombre peut être gardé comme exact à moins de 20 m près. […] Nous pouvons adopter 9,40 s pour le temps que le son mettait réellement à venir du bateau émetteur au bateau récepteur …"

D'après des mémoires de l’Académie des Sciences. Mémoire sur la compression des liquides et la vitesse du son dans l’eau. Colladon et Sturm 1827

VitesseSonEau.png

3.2 Bilan

D'après l'expérience précédente, la valeur de vitesse du son dans l'eau est environ, en \(m.s^{-1}\),

4 Remarque

Dans les deux cas précédents, les observateurs déclenchent leur chronomètre à l’apparition de la lumière. Indiquer quelle durée ils négligent. Expliquer pourquoi.

Donnée : Vitesse de la lumière dans l’air C = 300000 \(km.s^{-1}\)

Created: 2019-09-27 ven. 09:58

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