L'affaire Tournesol (Ondes sonores)

[Hirondelle14]

Bonjour à tous,

Notre prof de physique nous a donné un exercice relié à la BD Tintin et je ne suis pas certaine de la réponse...

Le professeur Tournesol a mis au point une arme qui détruit les objets en verre au moyen d'ultrasons. Décrivez comment fonctionnerait une telle arme et les limites de son fonctionnement. Pourquoi n'existerait-elle pas en réalité? Ne pourrait-elle pas détruire autre chose que du verre?

Dans un milieu aérien, cela me paraît compliqué, toute l'énergie serait vite absorbée mais pourquoi pas dans un milieu aquatique? L'arme émettrait une fréquence = à la fréquence propre du verre, ce qui pourrait le briser?

Vous avez des idées?

Merci d'avance pour votre aide !
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[f6bes]

Bjr à toi,
Dans un milieu aquatique, il va falloir mettre en "mouvement " le milieu aquatique ...qui est certainement plus
dense que de l'air. Donc (à mon seens) cela va s'atténuer bien plus vite.
bonne journée

[phys4]

Dans un milieu aérien, cela me paraît compliqué, toute l'énergie serait vite absorbée mais pourquoi pas dans un milieu aquatique? L'arme émettrait une fréquence = à la fréquence propre du verre, ce qui pourrait le briser?

Bonjour,
Il faut trouver les fréquences propres du verre, pour le briser, ce n'est donc pas si simple, il faudrait que l'appareil explore une gamme de fréquences suffisante, en outre, deux autres inconvénients :
- les ultrasons se propagent mal dans l'air, ils sont vite absorbés, donc mauvaise portée pour cette arme.
- l'interface air-solide a un très mauvais coefficient de transfert.

Ces deux inconvénients seraient vraiment compensés dans l'eau : les ultrasons s'y propagent beaucoup mieux et le coefficient de transmission est 500 fois meilleur.

[calculair]

bonjour,

je ne pense pas que le coefficient d'absorption de l'énergie des ondes acoustiques dans l'eau soit plus important que dans l'air ( point à vérifier ) Par contre comme a vitesse de propagation est plus élevée , la longueur d'onde est beaucoup plus courte. Cela permet d'avoir des sources émettrices plus directionnelles et donc d'éviter la dispersion de l'énergie sur un front d'onde plus grand.

Info : Si une source de puissance Pe émet une onde de façon isotrope , l'énergie de la source se trouve repartie à la distance D sur toute la surface de la sphère de rayon D de surface S = 4 pi D**2

Si le milieu n'atténue pas ( ou n'absorbe pas d'énergie ) la densité de puissance à la distance D sera d = Pe / ( 4 pi D**2 ). On voit tout l'interêt de diriger dans une direction donnée l'énergie de a source

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

je ne pense pas que le coefficient d'absorption de l'énergie des ondes acoustiques dans l'eau soit plus important que dans l'air ( point à vérifier )

Les impédances acoustiques sont de
450 pour l'air
1,4*10⁶ pour l'eau
et quelques 10⁷ pour les verres

Par contre comme a vitesse de propagation est plus élevée , la longueur d'onde est beaucoup plus courte. Cela permet d'avoir des sources émettrices plus directionnelles et donc d'éviter la dispersion de l'énergie sur un front d'onde plus grand.

Ne serait ce pas l'inverse ?

[CM63]

Bonjour,

Outre le fait qu'il n'est pas nécessaire de travailler dans les ultra-sons, on peut très bien travailler dans l'audible, c'est ce que fait la Castafiore dans une autre histoire.