Des signaux pour observer et communiquer - 3e

Vitesse du son

Exercice 1 : Trouver les valeurs de la vitesse du son

Parmi les vitesses suivantes, lesquelles correspondent à la vitesse du son ?.
  • A.\(1\:224 km\mathord{\cdot}h^{-1}\)
  • B.\(0,34 km\mathord{\cdot}s^{-1}\)
  • C.\(12,24 km\mathord{\cdot}h^{-1}\)
  • D.\(122\:400 m\mathord{\cdot}h^{-1}\)

Exercice 2 : Savoir dans quels milieux le son se propage.

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

Exercice 3 : 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 7 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 4 : 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 5 : Calculer une distance à l'aide d'un son

Un télémètre à ultrasons permet de mesurer des distances.
Pour déterminer la longueur d’une salle, le télémètre mesure la durée d’un aller-retour des ultrasons.
Donnée : Vitesse de propagation des ultrasons dans l’air : \(v = 340 m/s\).

Quelle est la distance parcourue par les ultrasons si leur durée de parcours est de \(0,031 s\) ?
On donnera la réponse en \(m\) et arrondie à \( 0,01m \)
Quelle est la longueur de la salle ?
On donnera la réponse en \(m\) et arrondie à \( 0,01m \)
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False