TP 2 mesure de la vitesse de propagation du son dans l'air

2nde
Chapitre 4
TP 2 :
Détermination de la vitesse de propagation du son dans
l'air
Objectifs

Déterminer expérimentalement la vitesse de propagation du son dans l'air

Mettre en œuvre un protocole expérimental à partir d'une étude de documents
Préambule
Doc 1 : mesure historique de la vitesse du son dans l'air
Doc 2 : mesure historique de la vitesse du son dans l'eau
Questions
1. Comparer les protocoles des deux expériences de la mesure de la vitesse du son dans l'air et dans l'eau. Préciser
quelle hypothèse est faite par rapport à la propagation de la lumière ( doc 1 et doc 2)
2. Quel était, pour Prony et Arago, l'intérêt de tirer simultanément deux coups de canons croisés ? ( doc 1)
3. Préciser à quel instant l'expérimentateur sur la bateau déclenche son chronomètre et à quel instant il l'arrête?
4. Préciser à quelle condition la durée de propagation du son dans l'eau mesurée est bien la durée réelle. ( bonus)
5. Utiliser les données du doc 2 pour calculer la vitesse de déplacement de l'onde sonore dans l'eau ( en km.s-1 puis
en km.h-1 ) Aide : 1h = 3600 s
6. Convertir la vitesse en m.s-1 puis compléter le tableau ( Aide : 36 km.h-1 = 10 m.s-1 )
7. Compléter le tableau du document 3 puis discuter de l'affirmation suivante : " plus le milieu de propagation du
son est dense et plus la vitesse de propagation est élevée "
Document 3 : quelques exemples de vitesse de déplacement d'objets ou d'ondes
Objet ou onde
Vitesse de
propagation
Sous-marin le plus
rapide
80 km.h-1
Objet ou onde
Lumière
Vitesse de
propagation
3,00x108 m.s-1
TGV
Avion de ligne
300 km.h-1
900 km.h-1
Avion militaire le
plus rapide
7273 km.h-1
Onde sonore dans
l'eau
?
Onde sonore dans
l'air
340 m.s-1
Onde sonore dans
l'acier
5000 m.s-1
Document 4 : relation mathématique permettant le calcul de la vitesse de déplacement d'un objet ou d'une onde
vitesse de l'objet ou de
l'onde
( unité km.h-1 ou m.s-1 )
𝐝
𝐯=
∆𝐭
distance parcourue
( unité km ou m )
durée de déplacement
( unité h ou s )
Activité expérimentale

A l'aide des documents 1 à 4 et du matériel ci-dessous, propose un dispositif expérimental qui permettrait de
déterminer la vitesse de propagation du son dans l'air.

Liste du matériel : 2 micros, des fils de connexions, un logiciel d'acquisition de données ( Latispro), une carte
d'acquisition et une grande règle ou un mètre ruban.
Vous disposez également d'une notice explicative de l'utilisation du logiciel Latis pro

Appeler le professeur pour faire valider votre protocole d'expérience
Description du protocole expérimental + schéma du montage