Mesure de la vitesse du son dans l`air - Hachette

Mesure de la vitesse
du son dans l’air
TP8
V
TP 8
L’objectif de ce TP est de mesurer la vitesse du son dans l’air à l’aide d’un système EXAO.
MATÉRIEL
• Ordinateur équipé :
- d’une carte d’acquisition
- d’un logiciel spécifique
- d’un tableur
• Imprimante
• Haut parleur et microphone
• Amplificateur
• Règle graduée
PRÉPARATION DU DISPOSITIF
Allumez l’ordinateur et lancez le logiciel d’acquisition.
Branchez le haut-parleur sur une des sorties de la carte qui envoie le signal sonore.
Branchez le microphone sur l’entrée de l’amplificateur ; la sortie de celui-ci sera reliée à une
entrée analogique de la carte d’acquisition (repérage du signal qui arrive sur le micro).
© Hachette Livre - Travaux pratiques de sciences physiques Bac Pro. La photocopie non autorisée est un délit.
Séparez le microphone et le haut-parleur d’une distance d comprise entre 30 cm et 1,20 m.
Exemple du montage expérimental pour une distance d égale à 45 cm.
acoustique
I
C
49
II
MESURE
Lancez une première mesure en appuyant sur F10. L’écran de l’ordinateur visualise la courbe
donnant le signal reçu par le micro en fonction du temps.
TP 8
Pensez à imprimer chaque courbe avant de réaliser les mesures suivantes.
Recommencez les mesures pour d’autres distances d entre le micro et le HP.
III
E X P L O I TAT I O N D E S R É S U LTAT S
EXPÉRIMENTAUX
1. Détermination de la vitesse moyenne à partir de la formule : v =
d
t
Numéro de l’essai
1
2
3
4
Distance d « HP-micro »
en mètres
Temps t mis par le son pour aller
du HP au micro en secondes
Vitesse moyenne v du son pour
l’essai étudié en m/s
Vitesse moyenne des 4 essais
vm en m/s
2. Détermination de la vitesse à partir du coefficient directeur de la droite
obtenue par le tableur
En vous aidant de la fiche 9 « Tableur », effectuez :
F ICHE 9,
P.
91
– le remplissage du tableau en saisissant :
- à partir de la cellule B4 les temps t relevés sur les courbes (grandeur 1) ;
- à partir de la cellule B5 les distances d correspondantes (grandeur 2) ;
50
– la représentation graphique et la courbe d’ajustement en suivant les consignes de la
fiche 9.
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acoustique
À partir des courbes que vous avez obtenues, ou celles présentées en annexe page 52 si vous
n’avez pas pu imprimer vos propres courbes, complétez le tableau suivant.
Exploitation de l’équation obtenue
Pour connaître la vitesse moyenne du son dans l’air, il suffit de lire la valeur du coefficient
directeur de la droite de tendance, qui n’est rien d’autre que la valeur de la vitesse moyenne.
Vous obtenez :
Remarque : cette valeur doit être proche de celle obtenue avec la méthode précédente.
TP 8
v = ………………
Reprenez la fiche « Situation-problème » et répondez à la question posée.
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acoustique
S Rangez le matériel et nettoyez le poste de travail. S
51
ANNEXE
TP 8
Essai n° 1 : distance d = 30 cm
C
acoustique
Essai n° 2 : distance d = 65 cm
Essai n° 4 : distance d = 1,20 m
52
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Essai n° 3 : distance d = 1 m