CÉGEP LIMOILOU DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE 203-NYC-05 ONDES ET PHYSIQUE MODERNE H2009 LABORATOIRE #2 VITESSE DU SON DANS L’AIR 1.—BUT DU LABORATOIRE Déterminer la vitesse du son dans l’air en étudiant un système d’ondes stationnaires dans un tube de résonance. 2.—SCHÉMA DE MONTAGE 0 x Sonomètre Source sonore Tube de résonance Bouchon mobile 3.—MATÉRIEL REQUIS Tube de résonance. Multimètre numérique utilisé comme fréquencemètre. Générateur de fonctions. Sonomètre. Thermomètre. 4.—PROCÉDURE À SUIVRE Effectuer le montage et ajuster le générateur pour une fréquence donnée (ex. 900 Hz). La tension de sortie du générateur ne doit jamais dépasser 0.4 V alors que le sonomètre reste sur l’échelle de 90 dB (response : slow, weighting : A, range : 90 dB). Il faut appuyer sur la touche « Hz % ms » du Fluke 187, le sélecteur étant sur la position mV . À partir de x = 0, augmenter la longueur du tube de résonance (déplacer le bouchon mobile) jusqu'à ce que l’intensité du son soit maximale. Notez la position de ce premier maximum ainsi que les positions de tous les maximums successifs. Vérifier que les xi xi xi 1 sont constants et en expliquer la raison. Déterminer l’incertitude sur chacune des mesures. Sachant que xn x0 ne 2 , calculer e et la vitesse du son ve e f . Répéter ces mesures pour trois autres fréquences. Mesurer la température de la pièce et calculer la valeur théorique de la vitesse du son à cette température en utilisant la relation vt 20 273o T (T en oC). Comparer cette valeur de la vitesse du son aux quatre valeurs mesurées (diagramme d’égalité physique). 5.—RAPPORT DE LABORATOIRE : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Page titre But Schémas de montage. Description et critique de la méthode de mesure (alternatives?) et critique des mesures directes. Tableau des mesures et des résultats. Traitement des données (mesures indirectes et leurs incertitudes) Analyse (comparer les cinq valeurs de v; voir Bosclair et Pagé section 5.2) Conclusion 6.—TABLEAUX DES MESURES ET DES RÉSULTATS n f1 = 900 Hz f2 = 1600 Hz f3 = 2400 Hz xn (cm) xn (cm) xn (cm) f4 = (votre choix) xn (cm) 0 ± ± ± ± 1 ± ± ± ± 2 ± ± ± ± 3 ± ± ± 4 ± ± ± 5 ± ± 6 ± ± 7 ± e = ± ve ± m/s vt ± m/s ± ± ± ± ± ± T Formules utiles (à démontrer) : e 2 xn x0 n e 2 xn x0 n ve e f ve f e f 0 ± o C