TS1 Correction DM LES SONS CHEZ LES DAUPHINS. A

TS1
Correction DM
LES SONS CHEZ LES DAUPHINS.
A. Généralités sur les sons
1. On appelle onde mécanique le phénomène de
propagation d'une perturbation dans un milieu
élastique sans transport de matière.
2.
a) L'onde sonore est une onde longitudinale: la
direction de la perturbation est la même que la
direction de propagation de l'onde.
b) La célérité de l'onde dépend de la rigidité du
milieu caractérisée par la raideur du ressort.
c) La célérité de l'onde dépend de l'inertie du
milieu caractérisée par la masse du chariot.
B. Le biosonar des dauphins: écholocation.
1) Les fréquences ultrasonores sont supérieures à 20 kHz. τ
3T
2)
a) 3T = 60 µs ; T = 20 µs ; f =
f=
1
;
T
1
; f = 50 kHz
20.10−6
b) τ = 8 µs → v =
d
τ v=
04/10/2005
2H
2H pendant la durée ∆t. v =
→ ∆t
v.∆t
1530 × 0,20
H=
→H=
= 153 m.
2
2
LA PHYSIQUE SUR UN PLAN D’EAU.
1. La cuve à ondes est utilisée en classe pour
l'étude de la propagation des ondes à la
surface de l'eau.
2. L'onde est transversale, la perturbation est
perpendiculaire à la direction de propagation
de l'onde.
3. Le brin d'herbe monte puis redescend. Après
passage de la perturbation, il retrouve sa
position initiale.
4. Pendant une durée ∆t = t2 – t1 = 10 s, l'onde
a parcouru une distance d = 0,6 × 100 =
d
60 cm. →v =
= 6,0 cm.s–1.
∆t
4,8
5. 4λ = 4,8 cm sur le schéma λ =
4
λ = 1,2 cm
6. v = λ × f = 1,2 × 5,0 = 6,0 cm.s–1.
7.
a) La distance entre les deux galets doit
avoir le même ordre de grandeur que la
longueur d'onde de l'onde générée par les
ailes du papillon.
b) Il y a diffraction de l'onde par les galets.
c)
12.10−3
→ 8.10−6
v = 1,5.103 m.s–1
c) La longueur d'onde est la distance
séparant deux points consécutifs du
milieu qui vibrent en phase. λ = v.T ;
λ = 1,5.103 × 20.10–6 ; λ = 3,0.10–2 m.
3) durée totale d'un clic: ∆t1 = 75 – 15 = 60µs ;
durée entre deux clics d'un train:
∆t
∆t2 = 50 ms. 2 ≈ 830 → On ne peut pas
∆t1 de visualiser sur le même graphe la durée
entre deux clics d'un train (50 ms) et la
durée d'un simple clic (60µs).
4)
a) ∆t = 420 – 220 = 2,0.102 ms = 0,20 s.
b) Le clic est émis, il effectue un aller vers
le fond, puis il revient vers le dauphin.
L'onde ultrasonore parcourt la distance
La longueur d'onde n'est pas modifiée par
la diffraction.
d1 = distance papillon / gerris n°1 = 7 cm
8.
a) d2 = distance papillon / gerris n°2 d2 = 6,0 cm. b) d3 = distance papillon / gerris n°3
d3 = (1 + 1,5) ×6,0 = 15,0 cm.