4° > Chap S3 : La vitesse de propagation du son

Sur une nouvelle feuille, créez un chapitre S3 intitulé « La vitesse de propagation du son » puis faire l’activité 1. De plus, imprimer les dessins de l’activité 6 afin de les coller dans votre cours.

Vous pourrez prévoir d’apporter vos écouteurs pour le cours. Ils seront exceptionnellement autorisés en classe !

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Activité à rechercher avant de venir en cours

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Activité 1  : L’explosion du volcan en direct

Visionnez la vidéo ci-dessous puis répondez par écrit dans votre cours aux questions qui suivent.

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1° Sur cette vidéo, à l’aide du décompte temporel de la vidéo, mesurer le temps nécessaire au son de l’explosion pour parvenir au bateau.

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2° Si on note d la distance parcourue et t le temps mis pour parcourir cette distance, quel est la bonne formule qui permettra de calculer la vitesse V de déplacement du son de l’explosion.

  • V = t / d
  • V = t × d
  • V = d / t

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3° Sachant que le bateau est à une distance d = 4,42 km du volcan, calculer la vitesse du son en m/s. Répondez en respectant la structure de réponse suivante :

  • a) formule
  • b) application numérique (conversion nécessaire ?)
  • c) Conclusion (=phrase résultat) sans oublier l’unité du résultat

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 Autres activités qui seront faites durant le cours

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Activité 2  : Mesure de la vitesse du son dans l’air au laboratoire

Schéma du dispositif

Principe : Le son met un certain temps pour parcourir la distance supplémentaire jusqu’au micro 2. Ce temps peut être mesuré sur un ordinateur.

Protocole :

On frappe dans les mains. Le son arrive au micro 1 puis au micro 2.

1° Quelle est la couleur du micro qui reçoit l’onde sonore en premier ?

2° Quelle est la couleur du micro qui reçoit l’onde sonore en second ?

3° L’écran ci-dessous correspond au résultat obtenu lorsque les 2 micros sont espacé d’une distance d = 0,68 m

On peut lire que le temps de retard correspond à 2 milliseconde :

Combien vaut la vitesse de propagation du son entre ces 2 micros (en m/s) ?

Répondez en respectant la structure de réponse suivante :

  • a) formule
  • b) application numérique (conversion ?)
  • c) Phrase réponse de conclusion (avec unités)

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Activité 2bis  : Manipulation correspondante avec Audacity

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On pourra utiliser des écouteurs (adaptables sur PC) à la place des micros dans le dispositif.

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PROTOCOLE :

On pourra poser les écouteurs sur la paillasse.

1) Mesurer à la règle la distance (au choix) qui les sépare : d = …

2.1) Lancer le logiciel « AUDACITY » pour faire un enregistrement.

2.2) Lancer l’enregistrement et faire un « CLAP » de mains.

2.3) Arrêter l’enregistrement.

Remarque : Les « écouteurs » sont ici utilisés comme « micros », mais ils ne sont théoriquement pas faits pour ça. Le signal obtenu à l’écran semble très petit (voir invisible).

2.4) Pour agrandir le signal, chercher dans d’AUDACITY, dans le menu « EFFET », la fonction « NORMALISER ».

2.5) Utiliser les graduations indiquées sur l’écran pour mesurer le temps de décalage : t = …

3) Calculer la vitesse V du son dans l’air dans les conditions du laboratoire. (Rédiger votre réponse en respectant le format suivant :

  • Formule de définition utilisée
  • Application numérique (avec conversion d’unité si nécessaire)
  • Conclusion : Rédiger une phrase résultat (sans oublier l’unité du résultat)

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Activité 3 : La mesure historique de la vitesse du son dans l’air

Répondez au quiz qui vous est proposé

Pour accéder au module « S’ENTRAÎNER : La vitesse du son, approche calculatoire », cliquez sur le lien https://edu.tactileo.fr/GO et utiliser le code ci-dessous

Pour tous les groupe-classe, utiliser le code 6G3J

1° Répondez au quiz qui vous est proposé dans le module

puis recopiez dans votre cours la solution de la page 6 intitulée « Un grand coup de canon ». Répondez en respectant la structure de réponse suivante :

  • a) formule
  • b) application numérique (conversion ?)
  • c) Phrase réponse de conclusion.

Rappel du texte :

« En 1822, le Bureau des longitudes effectue une expérience pour déterminer la vitesse du son dans l’air. Les observateurs étaient répartis en deux groupes, l’un sur les hauteurs de la ville de Villejuif et l’autre sur les hauteurs de la ville de Montlhéry. La distance les séparant était d = 18 612 m.

Un coup de canon fut tiré à Villejuif et les observateurs placés à Montlhéry déterminèrent le temps entre le moment où était perçue la lumière du tir et celui où était entendue la détonation. La mesure obtenue fut t = 54,6 s. »

Valeur de la vitesse moyenne du son dans différents milieux :

Répondez dans votre cours : La valeur que vous avez calculée pour la vitesse du son est-elle en accord avec les données fournies dans le tableau ci-dessous ?

Tableau donnant quelques valeurs de la vitesse de propagation du son dans différents milieux.

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Activité 4 : Coup de tonnerre

Répondez au quiz qui vous est proposé

Pour accéder au module « DÉCOUVRIR : Coup de tonnerre », cliquez sur le lien https://edu.tactileo.fr/GO et utiliser le code ci-dessous

Pour tous les groupe-classe, utiliser le code 1J79

Information complémentaire si vous n’avez pas de son : L’éclair apparaît à 6 s, le son arrive à environ 12 s. On considérera que la propagation de l’éclair est instantanée.

Répondez au quiz qui vous est proposé dans le module puis

A répondre par écrit dans votre cours :

Recopier dans votre cours la réponse à la question de la page 5 : « Vous avez vu la lumière de l’éclair avant d’entendre le son ! Comment expliquer ce phénomène ? »

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 Bilan

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Cliquez sur le lien suivant pour accéder à la CARTE MENTALE de ce chapitre.

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 Corrigés

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Cliquez sur le lien suivant pour accéder au « Corrigé du chapitre S3 »

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Un code vous sera donné par votre professeur lorsque le chapitre sera terminé.