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.
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
Instructions :
- Calculez la vitesse de propagation de ce son dans l’air.
- Déterminez la longueur d’onde de ce son.
- 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 du son dans l’air
À 20°C, la vitesse du son dans l’air est donnée : 343 m/s. Donc, la vitesse de propagation du son est de 343 m/s.
2. Détermination de la longueur d’onde dans l’air
La longueur d’onde (\(\lambda\)) peut être calculée en utilisant la relation \(v = f \times \lambda\), où \(v\) est la vitesse du son et \(f\) est la fréquence.
\[ \lambda = \frac{v}{f} = \frac{343\, \text{m/s}}{500\, \text{Hz}} \] \[ \lambda = 0.686\, \text{m} \]
Ainsi, la longueur d’onde du son dans l’air est de 0.686 mètres.
3. Calcul de la longueur d’onde dans l’eau
En utilisant la même formule, mais avec la vitesse du son dans l’eau :
\[ \lambda = \frac{v_{\text{eau}}}{f} = \frac{1482\, \text{m/s}}{500\, \text{Hz}} \] \[ \lambda = 2.964\, \text{m} \]
La longueur d’onde du son dans l’eau serait donc de 2.964 mètres.
Conclusion
La longueur d’onde d’une onde sonore varie selon le milieu dans lequel elle se propage, même si sa fréquence reste constante.
Dans cet exemple, le son a une longueur d’onde plus grande dans l’eau que dans l’air en raison de la vitesse de propagation plus élevée dans l’eau.
Propagation des ondes sonores
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