Propagation d'une onde sonore et vitesse du son de Seconde
Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère
À retenir
• Une onde sonore est une onde mécanique progressive : elle correspond à la propagation d'une perturbation locale dans un milieu matériel, de proche en proche, sans transport global de matière mais avec transport d'énergie. • Un milieu matériel (gaz, liquide ou solide) est indispensable à la propagation du son : le son ne se propage jamais dans le vide. • La vitesse de propagation v (ou célérité) est définie par le quotient de la distance parcourue d par la durée de propagation t : v = d/ t d = v t t = d/v • Dans l'air à 20\,^C au niveau de la mer, la célérité du son est d'environ v_air 340 m/s (soit environ 1 km en 3 s).
Le cours
Propagation d'une onde sonore et vitesse du son de Seconde Ce que tu as vu en Seconde. Un son est produit par un objet qui vibre : membrane de haut-parleur, corde, cordes vocales. Cette vibration met en mouvement les couches de matière voisines, qui la transmettent de proche en proche : le son est une onde mécanique. La matière oscille sur place, seule l'énergie se déplace. Un milieu matériel est indispensable. Le son se propage dans les gaz, les liquides et les solides, mais pas dans le vide : dans l'espace, une explosion serait silencieuse. Vitesse de propagation. Si le son parcourt la distance d pendant la durée t, sa vitesse vaut v = d/ t, avec d en mètres, t en secondes et v en m/s. Dans l'air à 20\ ^C, v 340\ m/s ; dans l'eau, v 1\,500\ m/s. Mini-exemple. Pour parcourir 85\ m dans l'air, le son met t = 85/340 = 0,25\ s. Méthode : exploiter un écho 1. Repère si l'onde fait un aller simple ou un aller-retour. 2. Convertis en mètres et en secondes. 3. Calcule la distance parcourue d = v t, puis divise par 2 en cas d'écho. Exemple : un écho revient après 0,50\ s dans l'air ; l'onde a parcouru 340 0,50 = 170\ m, donc la paroi est à 85\ m. Attention La lumière (environ 3 10^8\ m/s) va près d'un million de fois plus vite que le son dans l'air : lors d'un orage, l'éclair est vu presque instantanément, et c'est le retard du tonnerre seul qui permet d'estimer la distance.
Dans ce chapitre
- Propagation d'une onde sonore et vitesse du son de Seconde
- Fréquence sonore et hauteur d'un son de Seconde
- Analyse spectrale simplifiée et timbre d'un son de Seconde
- Nature vibratoire du son et ondes acoustiques longitudinales
- Vitesse de propagation du son dans différents milieux matériels
- Vibration d'une corde tendue et ondes stationnaires
- Fréquence fondamentale et harmoniques d'un instrument à corde ou à vent
- Timbre d'un son et décomposition spectrale en harmoniques
- Intervalles musicaux, rapport de fréquences et consonance
- L'octave, la quinte et la construction de la gamme pythagoricienne
- Le comma pythagoricien et les limites de la gamme de Pythagore
- La gamme tempérée à douze demi-tons égaux et ratio géométrique
- Instruments à tempérament égal et transposition musicale
- Bilan : Synthèse et méthode sur Le son, phénomène vibratoire et gammes musicales