Propagation des Ondes Sonores
Comprendre la propagation des ondes sonores
Un son est émis depuis une source et se propage dans l’air à une température de 20°C. La fréquence du son émis est de 500 Hz.
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Données :
- Vitesse du son dans l’air à 20°C ≈ 343 m/s
- Vitesse du son dans l’eau ≈ 1482 m/s
- Fréquence du son = 500 Hz
Questions :
1. Calculez la vitesse de propagation de ce son dans l’air.
2. Déterminez la longueur d’onde de ce son.
3. Si ce son se propageait dans l’eau (où la vitesse du son est d’environ 1482 m/s), quelle serait sa longueur d’onde?
Correction : propagation des ondes sonores
1. Calcul de la vitesse de propagation
La vitesse de propagation du son dans l’air est donnée directement dans l’énoncé de l’exercice. Aucune formule n’est nécessaire ici, car la donnée est fournie.
Données :
- \(v_{\text{air}} = 343 \, \text{m/s}\)
La vitesse de propagation du son dans l’air est donc :
\[ v_{\text{air}} = 343 \, \text{m/s} \]
2. Détermination de la longueur d’onde du son dans l’air
La relation entre la vitesse de propagation \( v \), la fréquence \( f \) et la longueur d’onde \( \lambda \) est donnée par la formule :
\[ \lambda = \frac{v}{f} \]
Ici, nous utilisons la vitesse dans l’air et la fréquence du son.
Formule :
\[ \lambda = \frac{v}{f} \]
Données :
- \( v_{\text{air}} = 343 \, \text{m/s} \)
- \( f = 500 \, \text{Hz} \)
Calcul :
En substituant les valeurs dans la formule, on obtient :
\[ \lambda = \frac{343 \, \text{m/s}}{500 \, \text{Hz}} = 0.686 \, \text{m} \]
3. Détermination de la longueur d’onde du son dans l’eau
Lorsque le son se propage dans l’eau, la vitesse change. La longueur d’onde dans l’eau est obtenue en appliquant la même formule que précédemment, en remplaçant la vitesse par celle dans l’eau.
Formule :
\[ \lambda = \frac{v}{f} \]
Données :
- \( v_{\text{eau}} = 1482 \, \text{m/s} \)
- \( f = 500 \, \text{Hz} \)
Calcul :
En substituant les valeurs, on a :
\[ \lambda = \frac{1482 \, \text{m/s}}{500 \, \text{Hz}} = 2.964 \, \text{m} \]
Résumé des réponses
- Vitesse du son dans l’air : \(343 \, \text{m/s}\)
- Longueur d’onde dans l’air : \(0.686 \, \text{m}\)
- Longueur d’onde dans l’eau : \(2.964 \, \text{m}\)
Propagation des ondes sonores
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