Frequences, vitesses et distances

[concour7]

Bonjour, mon post concerne l'exercice suivant*:

Une ambulance roule à une vitesse de 60 km/h de l'est vers l'ouest (de A vers B) comme sur la figure ci-dessous avec une sirène de 880 Hz. Les fréquences du son de la sirène détectée par un observateur situé au point O sont notées Va et Vb lorsque le véhicule se trouve respectivement aux points A et B. Le point C est juste au nord du point O tel que (distance) OC = AC = BC = 100m. La vitesse du son dans l'air calme est de 340 m/s,

1/Dans le cas d'un temps calme (pas de vents) quel est la valeur approximative de Va/Vb -1*?

2/Dans le cas d'un vent est de 5m/s (18 km/h) quel est la valeur approximative de Va/Vb – 1*?

3/Dans le cas d'un vent nord de 5m/s quel est la valeur approximative de Va/Vb – 1*?



Voilà je n'arrive meme pas a démarrer l'exercice, je ne vois pas comment utiliser les données ni le but de l'exercice. D'ailleurs je dirais simplement que je ne comprend même pas l'exercice il doit me manquer une bonne part de théorie.
Voilà pourquoi je me tourne vers vous pour m'aider à comprendre cet exercice ^^.
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[JPL]

Petite recherche à faire sur l'effet Doppler-Fizeau.

[concour7]

Merci je comprend maintenant plus ou moins le principe... cependant je ne trouve actuellement pas le cas où l'observateur ne se trouve pas sur la trajectoire de l'émetteur... Je continue de chercher mais un peu d'aide ne serait pas de refus ^^.

[LPFR]

Bonjour.
Quand l'observateur n'est pas dans la trajectoire, la vitesse qui compte (celle qui produit l'effet Doppler) est la vitesse radiale: la composante de la vitesse dans la direction de l'observateur.
Faites un dessin.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[concour7]

Bon d'après ce que je trouve la vitesse radiale est de Vcos(pi/4) donc V*racine(2)/2.

En posant le calcul je trouve Va/Vb -1 = (√2 * V) / (Vc - √2/2* V). avec Vc = 340 m/s

Avec la calculatrice on obtient 0.07... mais voilà je ne suis pas censé utiliser une calculatrice donc je voudrais savoir s'il y a un moyen de rendre l'égalité plus facile a calculer sans calculatrice.
Pour les questions suivantes... j'ai lu que le vent pouvait impacter sur l'émission de l'onde mais je n'ai pas trouvé de formule.... d'ailleurs ce vent ne serait-il pas négligeable devant la vitesse du son?

[coussin]

Pour les questions suivantes, la vitesse du son sera modifiée par celle du vent (augmentée ou réduite suivant le sens du vent...)

[LPFR]

Bonjour.
Pour éviter que la phrase précédente soit mal interprétée:
La vitesse du son reste la même par rapport au milieu de propagation (l'air). C'est sa vitesse par rapport au sol qui sera modifiée s'il y a du vent.
Au revoir.

[coussin]

Merci LPFR, en effet mon message n'était pas des plus clairs.

[kubik]

Moi cette question me fait penser à autre chose, que je ne m’explique pas :

Habitant une maison à 2 km d’une source sonore (disons une autoroute), comment se fait-il qu’un léger vent (disons de 20 km/h) venant de cette source sonore dans ma direction me permette de percevoir sans problème le bruit de cette source, alors qu’un vent inverse (20 km/h également, mais soufflant depuis ma maison contre cette source) rend ce dernier presque imperceptible ?

Compte tenu de la vitesse du son d’environs 1300 km/h, par quel phénomène un vent d’une vitesse proportionnellement si faible, peut-il avoir une telle répercussion ?

[f6bes]

Moi cette question me fait penser à autre chose, que je ne m’explique pas :

Habitant une maison à 2 km d’une source sonore (disons une autoroute), comment se fait-il qu’un léger vent (disons de 20 km/h) venant de cette source sonore dans ma direction me permette de percevoir sans problème le bruit de cette source, alors qu’un vent inverse (20 km/h également, mais soufflant depuis ma maison contre cette source) rend ce dernier presque imperceptible ?

Compte tenu de la vitesse du son d’environs 1300 km/h, par quel phénomène un vent d’une vitesse proportionnellement si faible, peut-il avoir une telle répercussion ?

Bjr à toi,
C'est quoi , d'aprés toi, qui permets de transporter le son ?
Le meme son dans un espace vide (intersidéral) est il transmis ?

Si les "molécules" de transport se déplace dans un sens inverse que se passe t il ?

Bonne journée

[LPFR]

Bonjour.
Ce n’est pas proportionnel à la vitesse mais au carré, car la surface sur laquelle est distribuée la puissance augmente (et diminue) avec le carré d al distance.
Mais pour des petites variations cela ne compte que pour un facteur deux dans la vitesse du vent.

Je pense que ce phénomène, que nous avons tous perçu, ne se produit que pendant les rafales un peu plus fortes à la suite desquelles on remarque le son et on se dit « tiens, le vent souffle de tel endroit ».
Au revoir

[kubik]

Bonjour f6bes et LPFR,

f6bes : «C'est quoi , d'aprés toi, qui permets de transporter le son ? Le meme son dans un espace vide (intersidéral) est il transmis ?»

Merci f6bes, je ne suis pas né de la dernière pluie nom plus, n’empêche que (et même sans qu’il y ait vraiment perception d’un souffle de vent significatif (pas de rafales non plus) le changement de perception continue (stable) de cette source sonore ou son absence, est un bon indicateur du temps qu’il va faire : « tiens... le temps va changer, on va avoir de la pluie !»

Quand à l’explication de LPFR «Ce n’est pas proportionnel à la vitesse, mais au carré» je ne saisis pas très bien comment appliquer cette formule à mon questionnement ?

L’on pourrait imaginer un légers ralentissement ou accélération de l’onde sonore (effet doppler) ainsi qu’un allongement ou raccourcissement du parcours nécessaire (si mon bateau remonte le courant, cela va me ralentir, mais pas me stopper), mais je ne m’explique toujours pas un tel effet quand je compare la vitesse de déplacement de l’air à celle du déplacement d’une onde sonore dans l’air ?!

Merci

[LPFR]

...
Quand à l’explication de LPFR «Ce n’est pas proportionnel à la vitesse, mais au carré» je ne saisis pas très bien comment appliquer cette formule à mon questionnement ?
...

Re.
L’intensité du son dépend de la puissance sonore par mètre carré.
Donc, elle diminue comme le carré de la distance à la source.
Ici la distance en question est celle que le son doit parcourir dans l’air, qui diminue linéairement avec la vitesse du vent.
Mais, comme je vous ai dit ça ne change que d’un facteur 2. Ainsi, si la vitesse du vent favorable est de 1% de la vitesse du son, l’intensité n’augmentera que de 2%.
A+