Ter Pro sinu Que Info Tra Pro rminale S oblématiqu usoïdale, c el lien exis ormations Calcul de
2 d uB Précision Calcul de
Pr t uB Précision différence Calcul de confiance Travail p Voir vidéo Comment Quel lien Un son pu par l'émet Donner la sinusoïda En observ différentes fréquence Sur un osc la fréquen Que faut-i avail n°1 : otocole : Alimen Le pos Placer Relier l Sélecti l'écran Régler estime corresp À l'aide ue : L'onde comment d ste-t-il entre s : Calcul d l'incertitud
3 Pr 2 écision : plus petit l'incertitud 3 2 / r écision : La plus p e entre deu l’incertitud e : UB
m réliminaire o 2 sur ENT t observer y-a-t-il ent ur correspo tteur US es définition l de périod vant des si s comment e ? cillogramm nce d'un sig il détermin Détermina nter l'émett sitionner su un récepte la sortie él onner le ca . Sélection r la durée d r cette dur pondant à e du pointe Activité des ultr e sonore is déterminer e la périod des incertitu de sur la m
Pr 2 / é n te graduat de sur la m
2 petite grad ux position de élargie U 2uB
m e : T "visualis une onde tre le signa ond à un s st-il pur ? de la fréqu de T. gnaux sinu t repérer le me, peut-on gnal périod er avant? ation de la eur d'ultras ur le mode eur à envir ectrique du alibre de c nner le mod d'acquisitio rée d'acqui un US). eur, mesure é expérime rasons dan ssue d'un é la période e et la long udes de ty mesure de l
3 2 / écision ion de l'ap mesure de l uation ass s les plus UB(m) pou er un son" sonore ? q al électrique ignal élect uence d'un usoïdaux d e signal de n détermin dique ? a période sons avec émission c ron 5 cm e u récepteu cette entrée de affichag on pour fair sition calc er la durée ntale : Pér ns l’air émetteur U e, la fréque gueur d'on ype B la distance
pareil de m la durée (d ociée à la proches du r que 95% (ressourc quel appar e observé trique sinus n signal de fréquenc e plus gran er simplem et de la fr une tensio continue (a n face de l ur à l'entrée e 1 pour qu ge liaison t re apparaît uler préala e de 10 pér riode et lon US corresp nce et la lo de d'une o e obtenue p mesure double lect lecture su u pointeur % des mesu es "RTSO reil utiliser et l'onde s soïdal de f ces de ment équence d on de 12 v aucunes sa l'émetteur. e 1 de l'inte ue le signa rait plein. tre une diz ablement la riodes. ngueur d’on pond à une ongueur d' onde sinus par double ure) à l’aid r l’oscillogr sur ESAO ures soient -03 -ondes ? sonore ? fréquence des ultras olts. alves) . erface Fox al occupe u zaine de pé a durée d'u nde onde prog onde de ce oïdale ? e lecture su de de ESAO ramme, c'e O.(sans zoo t dans l’inte s sonores" unique f, le sons xy ESAO. une grande ériodes sur une périod gressive ette onde ? ur une règle O : est la om) ervalle de ). e son déliv e partie de r l'écran (p e ? e : vré pour1. Pourquoi mesurer 10 périodes ?
2. Calculer l'incertitude élargie sur cette mesure UB(10T).
3. En déduire la valeur d'une période ainsi que son incertitude et écrire le résultat sous la forme : Tobtenue = Tcalculée ± UB(T) avec UB(T)= UB(10T)/10
4. En déduire la fréquence des ultrasons f 1
T et son encadrement en utilisant la relation :
UB
f f UB T
T .
5. Pourquoi n'était-il pas nécessaire de mesurer précisément 5 cm ?
6. Pourquoi dans cette expérience est-il préférable que cette distance soit faible ?
Travail n°2 : Détermination de la longueur d'onde d'une onde ultrasonore dans l'air Protocole :
Placer un second récepteur à coté du premier et le relier à l'entrée 2 de l'interface Foxy ESAO.
Sélectionner le calibre de cette entrée 2 pour que le signal occupe une grande partie de l'écran. Sélectionner le mode affichage liaison trait plein.
Diminuer la durée d'acquisition pour faire apparaître un minimum de périodes sur l'écran.
Positionner les deux récepteurs côte à côte pour que les signaux reçus soient en phase (donc superposables).
Sans toucher au récepteur relié à l'entrée 1, éloigner très lentement le récepteur 2 de l'émetteur. Observer le décalage à l’écran.
Estimer la longueur d'onde de l'onde ultrasonore (plus petite distance parcourue quand le signal du récepteur 2 se retrouve en phase avec le signal reçu par le récepteur 1).
1. Calculer l'incertitude élargie sur cette mesure de longueur UB(d).
2. Comparer cette incertitude à la valeur mesurée pour la longueur d'onde et conclure sur la pertinence d'une telle mesure.
3. Proposer un protocole pour déterminer avec précision la longueur d'onde de l'onde ultrasonore.
4. Le mettre en œuvre et afficher le résultat sous la forme : λobtenue = λcalculée ± UB(λ)
Travail n°3 : Relation entre la période et la longueur d'onde de l'onde ultrasonore « La longueur d'onde est la distance parcourue par une onde en une période ».
1. En déduire la relation entre la longueur d'onde et la période ?
2. Sachant que pour une relation du type A = B/C, l'incertitude U(A) est donnée par la relation :
2
2 C C U B B U A A U, calculer U(v) avec v = la célérité du son.
3. Ecrire la célérité du son avec son incertitude. Comparer avec la valeur théorique ci-dessous. Conclure.
Célérité des sons ou ultrasons dans l’air en fonction de la température
T(°C) 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Vson
