Les ondes sonores

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Définition

Une onde sonore est la propagation de compressions et dilatation de l’air (=vibrations des molécules) sans que les molécules d’air ne soient transportées d’un point à un autre.

A voir dans ce cours

  • Son milieu de propagation
  • Visualisation d'une onde sonore
  • L'effet Doppler

Classe inversée

  • Mesure de célérité et périodicité
  • Le sonar

Cours à consulter

Son milieu de propagation

La cloche à vide et les ondes

Les différentes expériences permettent de répondre à la question suivante : dans quoi les ondes sonores et lumineuses se propagent-elles ?

Source – chaine Youtube : “unisciel”

Visualisation d'une onde sonore

Modèle de propagation d'une onde sonore
Vous pourrez visualiser, grâce à un modele schématique, la propagation d’une onde sonore créé par une membrane de haut parleur.
Un problème pour ouvrir cette animation ? Une solution ici.
CLIQUEZ "ostalo.org"
Hauteur et intensité d’un son

Vous pourrez visualiser une onde sonore captée par un micro qui est relié à un ordinateur ou un oscilloscope. On peut aussi entendre le son produit par l’onde sonore visualisée.

Un problème pour ouvrir cette animation ? Une solution ici.
CLIQUEZ "sitelec.org"

Classe inversée - Le sonar

A l’aide de la simulation d’expérience “Sous pression” ci-dessous, réalisez le travail demandé dans cette animation
Le sonar
Vous pourrez visualiser les ondes émises par le sonar d’un bateau et tenter de résoudre 3 exercices calculatoires. Pour vous aider, regarder les résolutions d’exercices sur la célérité et surtout faites attention à l’aller-retour qu’effectue l’onde sonore du sonar pour vos calculs.
Un problème pour ouvrir cette animation ? Une solution ici.
CLIQUEZ "ostralo.net"

Classe inversée - Mesures sur une onde sonore

A l’aide de la simulation d’expérience “Les différentes ondes” ci-dessous, réalisez le travail demandé sous l’animation.
Les différentes ondes

Cette animation vous permettra de visualiser des ondes sonores, des ondes lumineuses et des ondes mécaniques. Les instruments de mesure de longueur ou de durée permettront de mesurer leur vitesse de propagation par exemple. 

Mesure et calculs de la vitesse de propagation d'une onde sonore

Sélectionner le « son »

Lancer les ondes en appuyant sur le bouton vert.

Dans le cadre à droite, amusez vous à visualiser la propagation des ondes sous forme de particules ou d’onde.

Rester sur « Ondes » pour la suite ; plus facile à distinguer.

Du cadre à droite, sortez le chronomètre et le mètre mesureur.

Remarque : Pour faciliter les mesures, n’hésitez pas à mettre pause puis lecture.

Travail n°1 : Détermination de la célérité Focalisez vous sur un front d’onde.
  1. Mesurer la distance que votre front d’onde parcourt entre la source et le bout de l’écran ET sa durée pour parcourir cette distance.
  2. En déduire la vitesse de propagation (ou célérité) de l’onde sonore en m/s dans cette animation.
  3. L’onde se propage dans quel milieu ?

Mesures et calculs des périodicités

Travail n°2 : La périodicité spatiale

Appuyer sur « pause »

  • Mesurer, le plus précisément possible, la distance entre 2 fronts d’onde voisin.

Cette mesure correspond à la périodicité spatiale λ.

Travail n°3 : La périodicité temporelle

Relancer la propagation des ondes.

  • Mesurer, le plus précisément possible, la durée que met un front d’onde pour parcourir la distance entre 2 maximum d’onde.

Cette mesure correspond à la périodicité temporelle T.

Conclusion :
  1. A l’aide de vos 2 mesures, calculer la vitesse de propagation (ou célérité) de l’onde.
  2. Comparer avec la célérité du travail n°1. Est-ce logique ?

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