Vitesse du son
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Vitesse du son



  1. #1
    Antharess

    Vitesse du son


    ------

    Bonjour/bonsoir à vous, j’avais une question sur la vitesse du son.
    vous êtes d'accord avec moi que le son est rapide dans un solide, puis dans un liquide et enfin dans un gaz, car les molécules sont rzpprochées, donc ellles se "cognent" plus vite.
    De plus, plus un gaz est dense, moins le son est rapide, (car les molécules sont plus lourdes).
    Mais un solide est plus dense qu'un gaz non ? donc..?
    Merci d’avance

    -----

  2. #2
    gts2

    Re : Vitesse du son

    Da manière générale la célérité fait apparaitre deux caractéristiques du milieu : son inertie, et la célérité diminue quand l'inertie augmente, et la raideur (le phénomène physique responsable du retour à l'équilibre) et quand la raideur augmente la célérité augmente.

    Pour un solide vs. un gaz, l'inertie est plus grande mais la raideur est beaucoup plus grande et donc c'est la raideur qui l'emporte.

  3. #3
    Antharess

    Re : Vitesse du son

    Mais pourquoi l’inertie augmenterait ? Car C’ets sa capacité à garder la même vitesse si aucune force ne s’applique. Et je ne vois pas bien ce qu’est la raideur...

  4. #4
    gts2

    Re : Vitesse du son

    Pour l'inertie, essayer de déplacer une bouteille pleine d'air et la même bouteille pleine de billes de plomb.

    Une onde sonore se propage par interaction entre deux phénomènes physique, la variation de pression accélère le milieu (rôle de l'inertie par effet de la masse dans F=ma), la variation de pression venant elle-même de la déformation du milieu (c'est là que la raideur intervient, pour un solide, une faible déformation nécessite une force élevée contrairement au gaz). On appelle cela la raideur par analogie avec la raideur d'un ressort.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    phys4

    Re : Vitesse du son

    Citation Envoyé par Antharess Voir le message
    vous êtes d'accord avec moi que le son est rapide dans un solide, puis dans un liquide et enfin dans un gaz, car les molécules sont rzpprochées, donc ellles se "cognent" plus vite.
    De plus, plus un gaz est dense, moins le son est rapide, (car les molécules sont plus lourdes).
    Bonjour,
    Il ya dans ces propositions, une vérité, et beaucoup d'erreurs.
    La vérité c'est que si les molécules d'un gaz sont plus rapides, elles se transmettent le son plus vite, ainsi la vitesse du son augmente avec la température et diminue avec la masse des molécules.
    La vitesse est indépendante de la pression, la distance des molécules est sans effet.
    La propagation dans les liquides et les solides n'est pas simplement une action de molécule à molécule comme dans un gaz, car toutes les molécules sont liées, il faut faire intervenir les forces de liaison.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  7. #6
    soliris

    Re : Vitesse du son

    Bonjour à tous..

    Comment considérez-vous la nature de l'impédance acoustique ? Est-elle en relation avec "l'inertie, la raideur, la célérité, la propagation, .. " ?

  8. #7
    invite44510b00

    Re : Vitesse du son

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    B la vitesse du son augmente avec la température et diminue avec la masse des molécules.
    Alors pourquoi la vitesse du son dans l'hélium est elle (à peu près) 3 fois supérieure à celle dans l'azote ? (cette caractéristique est utilisée pour des mesures approximatives mais très rapides du taux d'He dans des mélanges ternaires He/O2/N2, le taux O2 étant fourni par un autre capteur).

  9. #8
    gts2

    Re : Vitesse du son

    On explicite :
    - "augmente avec la température" : augmente quand la température augmente
    - "diminue avec la masse des molécules" : diminue quand la masse des molécules augmente.

  10. #9
    invite44510b00

    Re : Vitesse du son

    Citation Envoyé par gts2 Voir le message
    - "diminue avec la masse des molécules" : diminue quand la masse des molécules augmente.
    En effet; c'est du français élémentaire. J'ai mal lu (et j'ai vérifié entre-temps : la vitesse est proportionnelle à la racine carré du ratio température/masse moléculaire)

  11. #10
    gts2

    Re : Vitesse du son

    Citation Envoyé par soliris Voir le message
    Comment considérez-vous la nature de l'impédance acoustique ? Est-elle en relation avec "l'inertie, la raideur, la célérité, la propagation, .. " ?
    çà dépend ...

    , donc Z proportionnel à l'inertie et la vitesse
    mais si on remplace la vitesse par son expression
    , Z augmente avec l'inertie et la raideur

  12. #11
    Antharess

    Re : Vitesse du son

    Donc en fait, c’est grâce à la raideur que ça se propage plus vite dans un solide que dans un gaz ??
    Et ensuite, par rapport à la pression, que représente le F=ma ? F c’est quoi ?

  13. #12
    gts2

    Re : Vitesse du son

    Citation Envoyé par Antharess Voir le message
    Donc en fait, c’est grâce à la raideur que ça se propage plus vite dans un solide que dans un gaz ?
    C'est bien cela.

    Citation Envoyé par Antharess Voir le message
    Et ensuite, par rapport à la pression, que représente le F=ma ? F c’est quoi ?
    On considère une tranche de gaz comprise en x1 et x2, de section S, et on applique le principe fondamental de la dynamique à cette tranche.
    La force que subit cette tranche est : F=P(x1)S-P(x2)S

  14. #13
    Garion

    Re : Vitesse du son

    Anecdote sur la vitesse du son dans un solide : Si on pousse une barre de fer qui va de la terre au soleil, le bout de ne bougera qu'au bout (grosso modo) d'un an...

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