Mise au point sur la vitesse du son

[invited3428e8c]

Bonjour,
J'ai de multiples confusions relatives à la vitesse du son.

Listons d'abord grossièrement les facteurs qui influencent la vitesse du son :
- Etat du milieu
- Propriétés du milieu : masse volumique (ou densité), et module de compressibilité
- Température
(Il y en a-t-il d'autres à prendre en compte ?)


Maintenant je cherche à comparer comment varie la vitesse (augmente ou diminue) lorsque uniquement 1 paramètre change. Et c'est là que se mélangent mes 3 sources fondamentales de réponses : internet, mon cours de physique, et mon intuition.


Voici ma première question, les autres viendront avec la suite de la discussion. Je vous remercie d'avance !

-> Dans mon cours de physique, pour une onde longitudinale, une démonstration nous amène à : vitesse = racine(B/rô) avec B = module de compr. et rô =masse volumique.
Cette formule est-elle correcte ? Mon intuition et "internet" me disent que lorsque les molécules sont moins espacées (= masse volumique plus grande), les contacts intermoléculaires sont plus importants et la transmission est plus rapide. Il y a contradiction avec mon cours Lequel est vrai ?
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[LPFR]

Bonjour.
Votre formule
vitesse = racine(B/rô) avec B = module de compr. et rô =masse volumique.
est correcte
Pour les gaz, la pression modifie dans le même sens et proportions aussi bien le module de compressibilité que la masse volumique, ce qui rend la vitesse indépendante de la pression.

Pour les liquides et les solides, ça dépend. Pour l'eau, la vitesse diminue avec la température.

Au revoir.

[Gilles BILLARD]

Bonjour,
Avec le record de Felix Baumgartner hier et le fait d'entendre sans relache qu'il a franchi le mur du son je m'interroge.
Le record semble etre déja sur wiki et pourtant l'explicaton ne me satisfait pas.
On semble ne tenir compte que de la tempé exprimée dans la formule ci-dessus sans tenir compte du fait que la densité de l'air diminue aussi avec l'altitude.
Comme j'ai du mal a croire qu'un homme en chute libre puisse passer le mur duson avec le train de problèmes dûs a la présencede l'onde de pression sur son corps, je vous demande bien vouloir préciser ou donner un lien vers une table qui donne les vitesses a mach1 en fonction de l'altitude jusque dans la stratosphère.
De plus, de quelle vitesse a-t-il été question:http://fr.wikipedia.org/wiki/Altitud...%A9ronautique)
++

[LPFR]

Bonjour.
La vitesse du son en question est celle à la température du coin (-30°C ou -40°C).
Et la raison de monter si haut est que, à cette altitude, la densité de l'air est suffisamment faible pour ne plus opposer beaucoup de trainée aérodynamique. Les premiers kilomètres se passent en chute (presque) libre.

La page de wikipedia est une page destinée à l'aviation. Pas à la chute libre. Donc, les vitesses corrigées n'ont aucun intérêt pour l'aventurier de l'inutile. Ce qui compte pour son record est la vitesse par rapport au milieu.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilles BILLARD]

ouiii, et c'est bien là qu'est l'os: il y a tellement peu d'air a cette altitude que le son ne s'y propage pratiquement plus (rappelons que dans le vide, la vitesse du son est nulle)
LPFR, vous écrivez "vitesse par rapport au milieu", pouvez vous préciser ?
Perso, je crois qu'ils ont seulement pris la vitesse de rapprochement par rapport au sol (dH/dT) mesurée au télémetre ou qcq chose du genre, d'ou l'incompréhension.
++

[LPFR]

Re.
La vitesse du son dans le vide n'est pas nulle. Elle n'existe simplement pas et n'a pas de valeur.
Le son se propage à toutes les pressions à condition de ne pas être en régime moléculaire: le libre parcours moyen des molécules doit être petit par rapport à la longueur d'onde.
La pression à 35 km est de l'ordre de 5 mbar et le libre parcours moyen est inférieur à 100 µm. La vitesse du son est d'environ 310 m/s pour -30°C.

Dans ce cas précis, comme la vitesse verticale du milieu est très faible, une mesure à partir du sol, est valable.
A+

[Gilles BILLARD]

Merci pour ces précisions, je croyais, a tors, que la vitesse du son dépendait de la densité de l'air.
Cordialement.