Vitesse du son

Des signaux pour observer et communiquer - Physique-Chimie 3e

Exercice 1 : Utiliser la vitesse du son pour déterminer la distance d'un éclair lors d'un orage

Pendant un orage, on voit un éclair se produire.
Puis au bout de 4 secondes, on entend enfin l'orage.
Donnée : \( c_{son}=340 m/s \)

Estimer à quelle distance la foudre a frappé.
On donnera un résultat arrondi à \( 0,01 km \), et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 2 : Détecter un défaut grâce aux ultrasons

Les ultrasons sont utilisés pour le contrôle non destructif des pièces industrielles. Ils peuvent permettre de mesurer l'épaisseur de la pièce analysée mais également de mettre en évidence des défauts comme le montre le schéma ci-dessous.

Données:

  • - \(E_{P}\) est l’épaisseur de la pièce.
  • - \(D\) est la distance entre la sonde à ultrasons et le défaut de la pièce.
  • - \(t_{E}\) est la durée entre l'émission et la réception des ultrasons après un aller-retour sur toute l'épaisseur de la pièce.
  • - \(t_{D}\) est la durée entre l'émission et la réception des ultrasons après un aller-retour jusqu'au défaut.
  • - La vitesse de propagation des ultrasons dans la pièce métallique est de \(v= 5000 m/s\).

Écran du \(Capteur1\) :
Écran du \(Capteur2\) :
À l’aide de l’écran du \(Capteur1\), déterminer la valeur de \(t_{E}\).
On donnera la réponse suivie de l'unité qui convient.
Exprimer \(E_{P}\) en fonction de \(t_{E}\) et \(v\).
Calculer \(E_{P}\).
On donnera un résultat arrondi à \( 0,01 cm \), et suivi de l'unité qui convient.
À l'aide de l'écran du \(Capteur2\), calculer \(D\).
On donnera un résultat arrondi à \( 0,01 cm \), et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 3 : Connaître la vitesse du son dans différentes unités

Parmi les vitesses suivantes, lesquelles correspondent à la vitesse du son ?.
  • A.\(3\mbox{,}4\:\text{m} / \text{s}\)
  • B.\(12\:240\:\text{m} / \text{h}\)
  • C.\(3\mbox{,}4\:\text{km} / \text{s}\)
  • D.\(340\:\text{m} / \text{s}\)

Exercice 4 : Savoir dans quels milieux le son se propage

Sélectionner le ou les milieux dans lesquels se propage un signal sonore.

Exercice 5 : Calculer la durée entre l'illumination et le bruit de la détonation d'un feu d'artifice

Lors d'un feu d'artifice, une fusée explose à \(833 m\) d'une personne qui perçoit un décalage entre les illuminations et le bruit de la détonation.
Donnée : Vitesse de propagation des ultrasons dans l’air : \(v = 340 m/s\).

Au bout de combien de temps le son parvient-il aux oreilles de la personne après l'illumination ?
On donnera la réponse en \(s\) et arrondie à \( 0,01s\)
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