Mur du son ?

[invite2ac3b7ca]

bonjour à tous j'ai quelques questions sur le son.


le son est une onde qui se propage dans l'air, dans l'eau, etc...
le son se propage à 300 m/s soit 1224 km/h environ.

si un objet produit des ondes sonores en se déplaçant les ondes devant lui seront plus resseré et derrière lui plus espacé.
mais si l'objet atteint une vitesse de 1224 km/h alors toutes les ondes qu'il produit se déplace à la même vitesse et s'accumule à l'avant de l'objet créant des vibrations et des perturbations.
les perturbations s'arrête si on passe le mur du son et dépasse les 1224 km/h car l'objet dépasse alors les ondes sonores qui sont repoussé sur les cotés de l'objet.

question 1,
j'ai déjà entendu des affirmations qui disait que lorsqu'on franchi le mur du son on entend une grande déflagration suivi du silence, dépasser le mur du son = plus de son...
néanmoins j'ai lus que les déflagrations continuaient tant que l'on restait à cette vitesse...
qu'en est il?

question 2,
une onde sonore parcoure quelle distance avant de disparaître, et est il vrai de dire que son intensité ou sa puissance diminue avec la distance? plus l'onde est puissante plus elle va loin? la fréquence hertzienne de l'onde affect elle la distance que celle ci peut parcourir? une onde sonore réfléchi par un objet pert elle de la puissance ou de la vitesse lorsqu'elle est renvoyé?

question 3,
les ondes qui s'accumule à l'avant de l'objet à 1224 km/h sont elle capable d'endomager des objets? des ondes sonores très concentré peuvent elle servir d'arme?
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[f6bes]

Bjr Amb....
2/ Une onde sonore sera entendue plus ou moins loin suivant la
SENSIBILITE du "récepteur" .

Il est EVIDENT qu'une onde sonore s'atténue avec la distance.
(J'espére que tu l'as constaté !)

Ben oui , plus elle est puissante plus elle va loin .

Dans toute REFLEXION contre un objet il y a perte de "puissance".

3/ Lors des tentatives de passage du mur du son il y a eu qq destructions d'appareils .

Mecaniquement (suivant la puissance) ca peut faire trés mal !

Cordialement

[invite2ac3b7ca]

merci f6bes pour tes réponses.

reste encore les questions:

question 1,
j'ai déjà entendu des affirmations qui disait que lorsqu'on franchi le mur du son on entend une grande déflagration suivi du silence, dépasser le mur du son = plus de son...
néanmoins j'ai lus que les déflagrations continuaient tant que l'on restait à cette vitesse...
qu'en est il?
question 2,
la fréquence hertzienne de l'onde affect elle la distance que celle ci peut parcourir? est ce que la vitesse d'une onde sonore reste constante quelque soit la distance parcourue ?
question 3,
j'ai entendu dire les avions de chasse volant à mach 1 ou plus n'avaient pas le droit de survoler des habitations, les ondes sonores risquent elle de briser le verre des fenêtres? quelle sont les effets des ondes sonores comprimés sur le corps humain excepté celui d'endommager les tympans?
question 4,
à quoi pourrait on comparer les ondes sonores pour avoir une visualisation simplifié du principe, une espèce de vague qui se propage dans l'air? les ondes sonores ont des fréquences à quoi ça correspond, est ce que c'est le rapprochement des vagues entre elle ou une espèce de hauteur que chaque vague a ? comment se représenter mentalement ce qu'est une onde sonore et ça fréquence ainsi que son intensité?

[jecario]

Hello ABM

Voici quelques elements de reponse.

question 1,
j'ai déjà entendu des affirmations qui disait que lorsqu'on franchi le mur du son on entend une grande déflagration suivi du silence, dépasser le mur du son = plus de son...
néanmoins j'ai lus que les déflagrations continuaient tant que l'on restait à cette vitesse...
qu'en est il?

On considere qu'on ne reste pas a cette vitesse pour la simple raison que la vitesse du son est une valeur finie et pas un domaine. Ce qui a pour resultat de rendre impossible un deplacement a la vitesse du son de maniere perenne.

De plus, la vitesse du son depend des parametres physiques tels que la pression, la temperature... On definit une vitesse du son par rapport aux conditions standards de pression et de temperature. En realite, cette valeur de vitesse est totalement utopique, parce que la vitesse reelle ne cesse de varier autour de la valeur de reference (determinee par les parametres physiques..).

question 2,
la fréquence hertzienne de l'onde affect elle la distance que celle ci peut parcourir? est ce que la vitesse d'une onde sonore reste constante quelque soit la distance parcourue ?

Oui, la frequence joue. Plus la frequence est faible, plus la propagation est elevee.
La vitesse d'une onde sonore reste constante quelle que soit la distance parcourue, dans le cas ou le milieu de propagation est le meme sur toute la distance de propagation. La vitesse du son depend du milieu de propagation...

question 3,
j'ai entendu dire les avions de chasse volant à mach 1 ou plus n'avaient pas le droit de survoler des habitations, les ondes sonores risquent elle de briser le verre des fenêtres? quelle sont les effets des ondes sonores comprimés sur le corps humain excepté celui d'endommager les tympans?

Les chasseurs et autres avions supersoniques n'ont pas le droit de passer le Mur en deca d'une certaine altitude, a cause des fenetres !
C'est pour cette raison que le Concorde ne passait le Mach qu'apres la Bretagne...

question 4,
à quoi pourrait on comparer les ondes sonores pour avoir une visualisation simplifié du principe, une espèce de vague qui se propage dans l'air? les ondes sonores ont des fréquences à quoi ça correspond, est ce que c'est le rapprochement des vagues entre elle ou une espèce de hauteur que chaque vague a ? comment se représenter mentalement ce qu'est une onde sonore et ça fréquence ainsi que son intensité?

Le son est une onde de pression. Ca signifie que si on a un son pur (donc de forme sinusoidale), d'amplitude Y (en dB), on aura en un point de mesure (un micro) une succesion reguliere de variations de pression.

Je ne connais pas les ordres de grandeurs, alors je prends des lettres.
Les Y dB correspondront a une amplitude de Z mbars et la valeur moyenne sera la pression atmospherique locale.

On aura donc quelque chose du genre P(t) = Patm + Z * sin(wt)

avec w la pulsation (frequence...) du son considere.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tawahi-Kiwi]

reste encore les questions:
question 1,
question 2,
question 3,
question 4,

Salut,

y'a surement des gens plus cales que moi dans cette matiere pour te repondre mais voila ce que j'en pense :

1: Je ne sais pas trop de pour qui tu parles, le pilote ou un exterieur. Dans le cas d'un observateur exterieur, on a en effet une deflagration lorsque l'avion passe le mur du son; lorsqu'il va plus vite que la propagation du son, il en emet toujours mais la source ne correspond plus a l'endroit ou il se trouve. Pour le pilote, lorsqu'il atteint le mur du son, je pense que le bang supersonique est deja derriere lorsqu'il est emis, on ne le percoit donc pas, sauf eventuellement les vibrations associees. Une fois le mur passe, le son ne se transmet plus par l'air exterieur, on a donc uniquement le son emis par les parties solides de l'appareil et l'interieur du cockpit. De la a dire que c'est un grand silence.....

2: Probablement que oui, mais cela depend du sans doute du milieu. Quant a une modification de la frequence....dans un milieu statique, en theorie, non. Mais c'est seulement en theorie.

3: Lorsque tu passes le mur du son, tu crees une onde de choc importante lorsque l'objet penetre dans le front d'ondes. Si l'objet est petit (ex : claquement de fouet), l'onde de choc est limitee; si c'est un objet de masse importante, ca peut provoquer des degats proportionnels. Quant aux effets sur l'humain, il s'agit d'une surpression soudaine; semblable aux effets d'une explosion (sans la chaleur et d'eventuels projectiles bien sur).

4: Les ondes sonores sont des collisions entre molecules (ou vibrations des liaisons dans un solide), lorsque les collisions sont nombreuses (il s'agit du front d'onde), les molecules sont plus rapprochees, la pression est donc plus elevee. Plus la pression est elevee dans chaque onde, plus l'intensite est elevee. La frequence, quant a elle, donne les espaces entre les differentes zones de pression separee par une zone de detente. Dans le cas du mur du son, tout ces fronts d'ondes sont regroupees a l'avant de l'objet. Cela cree une zone de pression tres importante qui necessite des reacteurs en regime de postcombustion pour parvenir a passer au travers de cette barriere de pression. C'est la traversee de cette barriere qui cree les vibrations et le bang supersonique.

Un bon moyen de representation du mur du son et de la propagation des ondes sonores est donne par les vagues creee par les navires. Lorsqu'un bateau est rapide, il depasse le front d'onde de vagues formees a la surface de l'eau et celle-ci n'apparaissent que derriere.

Voila, j'espere que ca t'avances mais c'est tout ce que je peux te dire.

T-K

[invite2ac3b7ca]

merci jecario et Tawahi-Kiwi vont réponse sont assez complémentaire.
celle de Tawahi-Kiwi sont un peu plus simple à comprendre pour moi, je ne suis pas du tout un matheux .

citation/ Tawahi-Kiwi
4: Les ondes sonores sont des collisions entre molecules (ou vibrations des liaisons dans un solide), lorsque les collisions sont nombreuses (il s'agit du front d'onde), les molecules sont plus rapprochees, la pression est donc plus elevee. Plus la pression est elevee dans chaque onde, plus l'intensite est elevee. La frequence, quant a elle, donne les espaces entre les differentes zones de pression separee par une zone de detente.
fin de citation\

donc si j'ai bien compris les ondes sonores sont comme une serie de vagues: pression, qui ont comme intencité: hauteur de la vague, et de fréquence: l'espace entre les series de vagues.
le son serait des ondes de pression provoqué par des contacts ou chocs entre molécules. objets contre objets, ou vent contre objets...

pour que les molécules soit plus rapproché du fait des collisions signifie qu'il a du vide entre elles, et c'est donc pour ça que moins il y a du vide plus le son se propage rapidement 1498 m/s dans l'eau pur (0°) et 5950 m/s dans l'acier (0°) .

est ce que cette théorie est juste?

question 5,
si la colision se fait contre un objet extrèmement dense...
par exemple est ce qu'un objet sans vide au niveau moléculaire existe?(je pense que non)
si un tel objet existait empêcherait il tout propagation du son à l'intérieur de lui même considérant que tout est compact sans aucun vide ou au contraire cela accélèrerai encore plus la propagation?
enfin existe-t'il des objets ou matières qui absorbe les sons, si oui comment cela fonctionne?

[jecario]

fréquence: l'espace entre les series de vagues

Presque. L'espace entre les vagues, c'est la longueur d'onde, l'inverse de la frequence (T=1/f)

le son serait des ondes de pression provoqué par des contacts ou chocs entre molécules. objets contre objets, ou vent contre objets...

Exactement

1498 m/s dans l'eau pur (0°)

Dans l'eau, c'est cet ordre de grandeur, mais la, ce n'est pas valable.
On parle d'eau liquide alors qu'a 0 degres, c'est de la glace fondante (ou de l'eau qui gele).

Si la pression diminue, la vitesse du son diminue.
Dans le vide, le son est inexistant.
Les objets qui absorbent les sons en absorbent l'energie. En gros, c'est un truc tout mou avec plein de frottements et des bulles, comme une mousse.
Les cavites impliquent des reflexions multiples de l'onde, jusqu'a l'attenuer. Il y a toujours plus de silence en hiver lorsqu'il y a de la neige que lorsqu'il n'y en a pas !
Pour donner une idee, il est plus facile de courir sur le beton que sur le sable...

[invite2ac3b7ca]

Presque. L'espace entre les vagues, c'est la longueur d'onde, l'inverse de la frequence (T=1/f)

euh... la je comprend plus trop... l'espace entre les vagues c'est la longueur d'onde... et la fréquence c'est quoi alors? comment ça le contraire?
tu pourrai expliquer par une métaphore, les équations mathématiques c'est pas trop mon truc.

Dans l'eau, c'est cet ordre de grandeur, mais la, ce n'est pas valable.
On parle d'eau liquide alors qu'a 0 degres, c'est de la glace fondante (ou de l'eau qui gele).

en faite dans le cas de l'eau "pure" il y a un phénomène appelé surfusion qui permet à l'eau de rester liquide en dessous de 0° si les conditions sont bonnes. quelqu'un à même parlé sur le forum d'eau très purifié pour une expérience qui serait rester liquide jusqu'à -13°.

[Tawahi-Kiwi]

euh... la je comprend plus trop... l'espace entre les vagues c'est la longueur d'onde... et la fréquence c'est quoi alors? comment ça le contraire?
tu pourrai expliquer par une métaphore, les équations mathématiques c'est pas trop mon truc.

Celle la est pourtant simple T=1/f, c'est pas ce qu'il y a de plus difficile !!; mais c'est pas tout a fait parfait....

La longueur d'onde (L) se mesure en metres; plus l'espace qui separe les ondes est grand, plus la longueur d'onde augmente. Le nombre d'onde (k) en est l'inverse (il s'exprime en 1/m) plus tu as des vagues sur un metre et plus le nombre d'ondes augmente. L=1/k

La frequence (f) est une unite de temps et c'est l'inverse la periode. La periode (T), s'exprime en secondes; c'est le temps qu'il faut entre deux vagues pour atteindre un point. La frequence s'exprime en 1/s, c'est donc un peu comme le nombre d'onde; plus tu as des vagues qui se succedent rapidement, plus la frequence est elevee. la frequence s'exprime egalement en Hertz (Hz). T=1/f

en faite dans le cas de l'eau "pure" il y a un phénomène appelé surfusion qui permet à l'eau de rester liquide en dessous de 0° si les conditions sont bonnes. quelqu'un à même parlé sur le forum d'eau très purifié pour une expérience qui serait rester liquide jusqu'à -13°.

En effet, la surfusion existe mais l'eau doit etre pure et on doit eviter surtout toute pertubation exterieure, notamment les ondes. Ce n'est donc pas vraiment un cas abordable ici ou l'on parle de propagations d'onde sonores...

T-K

[Tawahi-Kiwi]

pour que les molécules soit plus rapproché du fait des collisions signifie qu'il a du vide entre elles, et c'est donc pour ça que moins il y a du vide plus le son se propage rapidement 1498 m/s dans l'eau pur (0°) et 5950 m/s dans l'acier (0°) .

est ce que cette théorie est juste?

en gros oui, on peut le voir comme ca....dans le detail c'est bien evidemment plus complexe.

question 5,
si la colision se fait contre un objet extrèmement dense...
par exemple est ce qu'un objet sans vide au niveau moléculaire existe?(je pense que non)
si un tel objet existait empêcherait il tout propagation du son......ou au contraire cela accélèrerai encore plus la propagation?

En soit, un solide cristallin n'a pas d'espaces intermoleculaires car les electrons sont commun aux differents atomes-molecules. Mais les nuages electroniques qui entourent les noyaux sont des "nuages", ils ne sont donc pas rigides et tu peux plus les voir comme des boules de caoutchouc, deformables suivant ce qui leur arrive de l'exterieur (ou comme des aimants que tu rapproches si tu percois mieux l'analogie). C'est pour cette raison que la vitesse de propagation dans l'acier n'est pas infinie (ou proche de la vitesse de la lumiere), c'est parce que les liaisons chimiques sont.... 'molles'. De plus, un nuage electronique, comme on peut le supposer est compose de beaucoup de vide... La matiere qui possede le moins de vide est une matiere qui ne possede plus ces electrons, ou les noyaux sont contre les autres noyaux, c'est un peu le cas des etoiles a neutrons en fait mais la, on s'eloigne du sujet.


T-K

[invite2ac3b7ca]

Celle la est pourtant simple T=1/f, c'est pas La longueur d'onde (L) se mesure en metres; plus l'espace qui separe les ondes est grand, plus la longueur d'onde augmente. Le nombre d'onde (k) en est l'inverse (il s'exprime en 1/m) plus tu as des vagues sur un metre et plus le nombre d'ondes augmente. L=1/k

La frequence (f) est une unite de temps et c'est l'inverse la periode. La periode (T), s'exprime en secondes; c'est le temps qu'il faut entre deux vagues pour atteindre un point. La frequence s'exprime en 1/s, c'est donc un peu comme le nombre d'onde; plus tu as des vagues qui se succedent rapidement, plus la frequence est elevee. la frequence s'exprime egalement en Hertz (Hz). T=1/f

hum voyons voir si j'ai bien compris...
le son est donc une onde de pression comme une vague l'intensité sonore est un peu comme la hauteur de cette vague la longueur d'onde est la distance entre chaque vague et la fréquence serait le nombre de vagues...

donc la fréquence c'est bien le nombre de vagues qui passe à un point donné en un temps donné...
1) est ce que des sons de longueur d'ondes différent pourrait avoir une fréquence identique si leur vitesse étaient différentes par exemple?
2) est qu'un son qui traverse différent milieux et donc change de vitesse, change de fréquence?

3) il existe différent type d'ondes, le son mais aussi les ondes radio, qu'est ce qu'une onde radio et est ce que ça fonctionne sur le même principe qu'une onde sonore?

[Tawahi-Kiwi]

hum voyons voir si j'ai bien compris...
le son est donc une onde de pression comme une vague l'intensité sonore est un peu comme la hauteur de cette vague la longueur d'onde est la distance entre chaque vague et la fréquence serait le nombre de vagues...

C'est bon, sauf pour la frequence ou il faudrait mettre le nombre de vague par unite de temps. (Si t'es sur un bateau et qu'en 1 secondes, tu montes et tu descends 10x (pas tres realiste mais bon...), la frequence est de 10Hz; la periode est de un dixieme de seconde.

donc la fréquence c'est bien le nombre de vagues qui passe à un point donné en un temps donné...

Presque , la frequence est le nombre de vagues qui passe en un point donne pendant un duree determinee.

1) est ce que des sons de longueur d'ondes différent pourrait avoir une fréquence identique si leur vitesse étaient différentes par exemple?

Oui, la frequence est liee a la longueur d'onde via un coefficient qui est la vitesse de propagation de l'onde. V₁/L₁=F=V₂/L₂

2) est qu'un son qui traverse différent milieux et donc change de vitesse, change de fréquence?

Oui, c'est pour ca que l'on parle plus aigu dans les cloches de plongee ou qu'on ne comprend rien quand on ecoute sous l'eau (plus ou moins).

3) il existe différent type d'ondes, le son mais aussi les ondes radio, qu'est ce qu'une onde radio et est ce que ça fonctionne sur le même principe qu'une onde sonore?

l'onde radio est un onde comme la lumiere visible mais la longueur d'onde est tres grande (de l'ordre du kilometre) tout comme les infrarouges, les ultraviolet, les micro-ondes.... Pour certains aspects, on peut utiliser les memes equations aux ondes sonores et aux ondes lumineuses (ex: refraction, effet doppler....) mais les ondes lumineuses (appelees electromagnetiques) sont d'une nature completement differentes et n'ont pas besoin de support pour se propager elles peuvent notamment traverser le vide sans encombre. Ces ondes sont de plus assez bizarres car elle se comportent a certains moments comme des particules de lumieres que l'on appelle les photons.


T-K

[f6bes]

Bjr ABM,
Petit lien concernant les ondes:
http://www.e-scio.net/ondes/ondes.php3
Cordialement

[invite2ac3b7ca]

Merci f6bes pour ton lien et Merci Tawahi-Kiwi pour tes explications claires et précises.