Exercice de physique sur les ondes

[invite5ff975cc]

Bonsoir tout le monde. Je m'appelle Benjamin je suis étudiant en 6e humanités dans un athénée belge. (dernière année de lycée en France, je suppose que ce site est français )
J'ai cherché de l'aide sur internet pour un exercice de physique et je suis tombé sur votre site. Je suis désolé d'avance si je ne m'inscris que pour poser cette question mais j'ai un examen de physique d'ici 3 jours et il y a un exercice que je ne comprends pas ou plutôt un détail que je ne comprends pas qui m'empêche de le réaliser donc je viens voir si vous pouviez m'aider

Voila l'énoncé:

"On envoie des ondes ultrasonores sur le bras d'un patient avec une fréquence de 3 Mhz. On sait que la vitesse de propagation des ondes dans les tissus mou est de 1450 m/s et 3360 m/s dans les os. L'appareil est placé sur la peau ; le spécialiste perçoit l'onde réfléchie sur l'interface muscle-os et ensuite sur l'interface os-muscle. Si il perçoit la première onde après 0,01623 ms et la seconde après 0,03562 ms, déterminer l'épaisseur du muscle et le diamètre de l'os."

Bon donc j'ai ma fréquence de 3 Mhz = 3000000 Hz
Mais qu'est-ce que je dois faire avec les deux vitesses et les deux durées ? Qu'est-ce que c'est ces histoires d'interface ?
Mes formules ne suffisent pas, il y a quelque chose à comprendre dans cet exercice que je ne saisis pas.
J'espère que vous pouvez m'éclairer
Et ce genre d'exemple n'est pas présent dans mon cours, donc on est sensé comprendre soi-même le fonctionnement de cet appareil à envoyer des ondes dans les muscles ? Et c'est au delà de mes capacités...

Merci beaucoup d'avance.
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[Jeanpaul]

Tu n'as pas à te soucier de la fréquence, c'est juste pour illustrer.
Mais regarde les temps de propagation aller-retour :
Le premier écho a traversé 2 épaisseurs de muscle, soit 2 e à la vitesse vM
Le second écho a traversé 2 épaisseurs de muscle + 2 épaisseurs d'os, soit 2 e à la vitesse vM et 2 E à la vitesse vO.
Combien de temps faut-il à une impulsion se propageant à la vitesse v pour traverser une épaisseur e ?
Ca te donne 2 équations simplissimes pour calculer e et E.

[invite5ff975cc]

Merci je vois déjà un peu plus clair au niveau des formules à employer mais le problème est que je ne saisis pas très bien "schématiquement" le chemin de ces ondes ? Qu'est-ce que cela traverse ? Dans quel ordre ? Réfléchie cela veut dire que ça revient à la source ? Je suis perdu...

[invite5ff975cc]

Oui donc je vais juste devoir à effectuer une simple formule de d = v.t en utilisant mon v comme vitesse de pénétration dans l'os ou dans le muscle et mon t le temps pour pénétrer mais comment je calcule ce temps ? Il correspond à quoi ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5ff975cc]

Bon si je comprends bien cet aller-retour des ondes on a d'abord une première onde qui fait

MUSCLE...................OS
---------->
<----------

Et ensuite une seconde qui fait

MUSCLE.....................OS
-------------------------->
<-------------------------

Donc mon calcul est :
Pour la première onde

d = v.t = 1450 m/s * 0,00001623 s
Donc vitesse de pénétration dans le muscle * le temps mit pour percevoir l'onde (ce qui veut dire que l'aller retour de l'onde prend ce temps)

On obtient 0,023534 m que l'on divise par 2 puisque c'est la distance d'un aller-retour et on obtient:

0,011767 m pour l'épaisseur du muscle (1,1767 cm)

Ensuite on doit calculer le diamètre de l'os, pour cela on a besoin du temps que met l'onde pour traverser et retraverser l'os.
Donc grâce au schéma du haut on prend la durée totale de la deuxième onde (celle qui traverse muscle et os) moins la durée de la première onde (qui ne traverse que le muscle) pour obtenir la durée de traversée d'uniquement l'os.

Ce qui fait 0,00003562 s - 0,00001623 s = 0,00001939 s qui est donc la vitesse de traversée et retraversée de l'os.

On refait un d = v.t , ca nous donne

d = v.t = 3360 m/s * 0,00001939 s = 0,06515 m

On divise par 2 puisque on a la duree de l'aller retour, ce qui nous donne 0,032575 m pour le diamètre de l'os (3,2575 cm)

Maintenant.................... .

Est-ce que ce que je dis est correct ???????????? Ou suis-je complètement à côté de la plaque ????

Merci beaucoup pour la vérification.

[LPFR]

Bonjour.
C'est correct. Je trouve, comme vous, 1,176 et 3,25 cm.
Au revoir.

[invite5ff975cc]

Merci beaucoup !!
Vous m'avez soulagé d'un grand poids !