Quand l’homme s’inspire de la nature pour développer sa technologie…
DOCUMENTS
Vidéo et animation sur le son : Vidéo :
https://www.youtube.com/watch?v=pkv9OIHOmSU
Animation :
http://olical.free.fr/EXO1S2/Ondes_et_signaux/1_seq1_ondes_mecaniques/animation/Anim%20onde%20sonore.swf Doc.1
Les ultrasons…qu’est-ce que c’est ?
L'oreille humaine n'est en moyenne capable de détecter que les ondes sonores dont la fréquence est supérieure à 20 Hz et inférieure à 20 kHz. En dessous de 20 Hz, les ondes sont qualifiées d'infrasons et ne sont pas audibles par l'oreille humaine. Au-delà de 20 kHz, il s'agit d'ultrasons qui ne peuvent pas non plus être perçus par l'homme.
Les ondes ultrasonores sont des ondes mécaniques qui peuvent être caractérisées par leur fréquence, leur célérité dans un milieu donné, ainsi que par leur longueur d’onde.
Avec un émetteur et un récepteur d’ultrasons ainsi qu’un oscilloscope permettant de « visualiser » les ondes ultrasonores on peut réaliser un sonar pour simuler l’écholocation utilisée par certains animaux comme par exemple les chauves-souris ou les dauphins.
Doc.2
ONDES ET SIGNAUX CHAPITRE 10
TP18 – LE SON ET LES ULTRASONS
Comment mesurer une distance…comme une chauve souris ou un sonar?
Vidéo les chauves-souris : https://www.youtube.com/watch?v=YtgfarwF_pM Animation :
http://olical.free.fr/EXO1S2/Ondes_et_signaux/1_seq1_ondes_mecaniques/animation/echolocation.swf Animation :
http://olical.free.fr/EXO1S2/Ondes_et_signaux/1_seq1_ondes_mecaniques/animation/sonar.swf Doc.4
Comment mesurer la vitesse du son ?
Animation : https://phet.colorado.edu/sims/html/waves-intro/latest/waves-intro_fr.html Doc.3
TRAVAIL A FAIRE
A partir des DOC 1 et DOC2
Après avoir étudié les ressources des documents 1 et 2, répondre au QCM :
1- Qu’est que la vitesse du son ?
la vitesse de déplacement des particules présentes dans le milieu
la vitesse de propagation de la perturbation qui avance dans le milieu
la distance parcourue par la perturbation
2- Le son qui se déplace est
une onde transversale car la direction de propagation de l’onde est la même que la direction du mouvement
une onde transversale car la direction de propagation est perpendiculaire à la direction du mouvement
une onde longitudinale car la direction de propagation est perpendiculaire à la direction du mouvement
une longitudinale car la direction de propagation de l’onde est la même que la direction du mouvement
3- On peut mesurer la vitesse de propagation du son en
mesurant la vitesse à laquelle se déplace un maximum de l’onde
mesurant la vitesse à laquelle se déplace un minimum de l’onde
mesurant la vitesse à laquelle se déplace n’importe quel point de l’onde
4- La relation reliant la vitesse de l’onde, la longueur d’onde et la période est
v = / T
v = x T
= v x T
= v / T
5- La vitesse d’une onde
dépend de la durée du parcours
dépend du milieu
ne dépend pas du milieu
dépend de la température
ne dépend pas de la température
dépend de l’humidité
dépend de la densité
dépend de l’intensité de l’onde
6- Le nombre de vibrations par seconde est appelé
nombre d’ondes
fréquence
amplitude de vibration
7- La fréquence d’une onde sonore
influence la hauteur d’un son
influence la vitesse d’un son
est exprimée en Hertz
8- La vitesse du son dans
l’eau est d’environ 1340 m.s-1
l’air est d’environ 340 m.s-1
le verre est d’environ de 5300 m.s-1
9- Notre oreille est capable de
recevoir toutes les fréquences
recevoir des fréquences comprises entre 20kHz et 20 000 kHz
recevoir des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz
recevoir des ultrasons et des infrasons
A partir du DOC 3
A partir de ce logiciel, déterminer la vitesse de cette onde sonore dans ce milieu. Pour cela :
1- lancer l’animation 2- choisir « son »
3- régler les paramètres comme sur la capture d’écran du document
fréquence
amplitude
graphique
ondes
mode : lent
vue : latérale
prendre le chronomètre et le placer vers la gauche près du bouton impulsion du haut parleur
prendre le capteur de pression et placer les 2 capteurs à d = 100 cm d’écart
sélectionner 1 seule impulsion
4- Appuyer sur le bouton vert pour démarrer une perturbation
5- Déclencher le chronomètre lorsque le premier capteur détecte la perturbation 6- Arrêter le chronomètre lorsque le deuxième capteur détecte la perturbation 7- Relever le retard
8- Calculer la vitesse de cette perturbation
……….
A partir du DOC 4
Après avoir étudier les 3 documents, répondre aux 3 questions de la dernière animation :
Question 1
Déterminer la vitesse de propagation (m.s-1) de l’onde ultrasonore dans l’eau.
Expliquer les étapes de résolution
……….
……….
……….
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Question 2
Quelle est la valeur de la profondeur maximale (en m) dans la zone explorée ? Expliquer les étapes de résolution
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Question 3
A quelle profondeur les poissons se déplacent-ils actuellement ? Expliquer les étapes de résolution
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