Bonjour à tous et à toutes !
Je prépare actuellement un concours de niveau terminal scientifique à partir des annales des années précédentes et j'ai rencontré quelques difficultés concernant le thème des ondes que voici :
Sujet numéro 1:
La quille d'un navire est équipée d'un sondeur acoustique comportant un émetteur et un récepteur d'onde ultrasonore de fréquence f= 200 kH
L'émetteur envoie des salves d'ultrasons verticalement en direction du font à des intervalles de temps réguliers.L'onde ultrasonore se déplace à vitesse constante V et est réfléchie en partie vers le récepteur lorsqu'elle rencontre l'obstacle.La mesure du retard entre l'émission et la réception du signal permet de calculer la profondeur d'eau H sous la quille.
On prendra V=1500 m/s
1. Indiquer si l'onde ultrasonore est une onde longitudinale ou transversale; justifier.
2. Exprimer la durée delta t1 séparant le début de l'émission de la salve, du début de la réception de son écho en fonction de H et de V.
3. La durée de la salve émise est de 5ms.Calculer la profondeur minimale H{mini} pour que la durée delta t2 séparant la fin de la salve d'émission et le début de la réception de l'écho ne soit pas nulle.
4. On veut pouvoir mesurer des profondeurs jusqu'à 250m avec cet appareil. Dans ces conditions, calculer la durée delta t3 entre 2 débuts de salves émises pour que la réception de l'écho d'une salve s'effectue toujours avant l'envoi de la salve suivante.
Réponse :
1. L'onde ultrasonore est une onde longitudinale puisque la direction de propagation de l'onde ultrasonore est parallèle à la direction de déformation.
2. delta t1= H/V (homogénéité du résultat présenté )
Pouvez vous m'aidez pour la question numéro 3 s'il vous plaît.
Sujet numéro 2
.La vitesse de propagation du son est de V=340 m/s
Le klaxon d'une automobile à l'arrêt émet un son dont la fréquence est de 500 Hz
1.1 Indiquer le type d'onde auquel appartient le son.
1.2 Donner la relation qui lie fréquence, longueur d'onde et célérité; calculer la longueur d'onde du son du klaxon.
1.3 Un observateur qui est placé à 150 m de l'automobile( à l'arrêt). Calculer l'intervalle de temps qui s'écoule entre le moment où le klaxon commence à retentir et celui où l'observateur commence à entendre le klaxon.
La voiture se déplace en direction d'un autre observateur à la vitesse de 40 km/h ( en se rapprochant de lui ). La distance entre la voiture et l'observateur est de 150 m lorsque le klaxon de la voiture commence à retentir.
2.1. Indiquer si l'intervalle de temps qui s'écoule entre le moment où le klaxon commence à retentir et celui où l'observateur commence à entendre le klaxon à la même valeur que la question 1.3. Justifier.
2.2. Calculer la fréquence du son perçu par l'observateur.Préciser le nom donné à ce phénomène.
1.1Le son du klaxon est une onde longitudinale puisque la direction de propagation de l'onde est parallèle à la direction de la déformation.
1.2 on a longueur d'onde = célérité/ fréquence
longueur d'onde = 0.68 (m)
1.3 t = distance/ vitesse de l'onde
t= 150/340
t=0.44 (s)
Pour la question 2.1 faut il additionner la vitesse de la voiture avec celle de l'onde ce qui donnerait :
V(voiture)=40km/h=11m/s
Soit :
t= distance/ V(onde) + V(voiture)
t=150(m) /11 (m/s) + 340 (m/s)
t=0.42 (s)
Si oui , quelle justification donner et surtout quel est ce phénomène ??? ( question 2.1 et 2.2 )
Je tiens à remercier d'avance ceux et celles qui m'aideront.
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