TP – L’effet Doppler

Problème

Un élève, basé au bord de la route, a enregistré l’émission sonore du klaxon d’une Kangoo qui roule à vitesse constante. Il a aussi dans son ordinateur le son du klaxon de la Kangoo lorsqu’elle est immobile. Il souhaite savoir si l’automobiliste était en excès de vitesse dans la ville.

Données

Si la vitesse v de la source est très faible devant la célérité c des ondes alors le décalage Doppler Δf s’écrit :
Formule du décalage Doppler
  • fR en Hertz : fréquence de l’onde sonore perçue par l’observateur
  • fe en Hertz : fréquence de l’onde sonore émise par l’émetteur au repos
  • v en m/s : vitesse de l’émetteur par rapport à l’observateur
  • c en m/s : vitesse de propagation (=célérité) de l’onde sonore. Dans l’air c = 340 m/s

Travail 1 : Mesure de la fréquence émise fe

  • Ouvrir le fichier “Son Kangoo arrêt.mp3” avec le logiciel Audacity.
  • Ecouter le son produit par le fichier.

1 : Sélectionner une zone d’amplitude constante.

2 : Dans la barre de menu suivez le chemin : Analyse / Tracer du spectre.

Pour mesurer la fréquence fondamentale émise par la voiture à l’arrêt, placer votre curseur de souris sur le premier pic. Lire directement la mesure de la fréquence dans l’encadrement 3.

3′ : Pour identifier plus facilement le pic, vous pouvez choisir un axe “Fréquence logarithmique”.

Travail 2 : Mesure de la fréquence émise fR

  • Ouvrir le fichier “Son Kangoo mouvement.mp3”.
  • Faites le même travail que précédemment.

Travail 3 : Calcul de la vitesse v de la voiture

  • A l’aide de vos mesures du travail 1 et 2 et des données dont vous disposez au début du TP, calculer la vitesse de la voiture. 
  • Conclure. 

Laisser un commentaire