Exercices sur les ondes sonores

3ème ;
Signaux et transmission
Chap 1
Activité sur les ondes sonores
Exercice 1 : le télémètre à ultra-sons
Il permet de mesurer une distance, avec précision.
Voir photos :
1) Quelle est la distance mesurée avec le mètre ? Convertir en m.
2) Quelle est la valeur calculée par le télémètre ?
3) Comparer les deux résultats.
4) Un télémètre à ultra-sons fonctionne en émettant un signal sonore (ultra-son) et
en le réceptionnant après réflexion sur un obstacle (principe aussi du sonar !). Quel
trajet parcourt alors le signal émis par le télémètre ?
5) Le télémètre mesure en réalité un temps.
Sachant que le son se propage à une vitesse v = 340 m/s, quel est le temps mis par
l’onde mesurée par le télémètre (temps d’un aller-retour !). (En s et ms.)

Exercice 2 : L’échographie …
Lors d’une échographie prénatale, une sonde à ultra-sons, est placée sur le ventre
de la future mère. Cette sonde fonctionne selon le même principe qu’un télémètre
à ultra-sons.
L’échographie permet, dans la situation suivante, de mesurer la taille du fœtus.
La vitesse de propagation des ondes ultra-sons dans le corps humain est d’environ
1 500 m/s.
1) Calcule la distance d1, correspondant au premier temps mis par le signal pour faire
un aller-retour. Attention 1 µm = 10 -6 m.
2) Calcule la distance d2, correspondant au deuxième temps mis par le signal pour faire
un aller-retour.
3) Déduis alors la taille du fœtus.
Exercice 3 : les chauves-souris. (+ complexe !!!)
La plupart des chauves-souris sont capables de s’orienter dans l’obscurité grâce aux
ultra-sons. En effet, elles émettent plusieurs fois par seconde, des signaux ultrasonores.
Ces signaux, à la rencontre d’un obstacle ou d’une proie, sont réfléchis vers la chauve-
souris. Celle-ci peut alors changer de direction, son temps de réaction étant de 0,1 s.

Une chauve-souris vole à la vitesse de 25 km/h et émet des cris toutes les 0,033 s.
Elle émet un premier signal ultrasonore alors qu’elle se trouve à 1,2 m d’un obstacle.
Question : après le deuxième cri, aura-t-elle le temps d’éviter l’obstacle ? !!!
Aide : décomposer l’exercice …
1) Convertir la vitesse en m/s.
2) Calculer la distance parcourue pendant entre deux cris …
3) Calculer la distance parcourue pendant le temps de réaction …
4) Distance totale parcourue alors ??? A comparer avec la distance de l’obstacle !
……………………………..
Un exercice en plus : bien garé !!!!
∆t (ms)
1,0
7,35
4,24
Distance (en m)
Obstacle