Introduction et buts de l`expérience

Lecture préparatoire
Physq 124/130
Marianne Vanier ©2007

Introduction et buts de l’expérience
Le but de cette expérience est de mesurer la vitesse du son dans l’air à l’aide un tuyau
semi-fermé (i.e. ouvert seulement à une extrémité).
Cette expérience est analogue à l’expérience sur les ondes stationnaires, sauf qu’il s’agit
ici d’ondes longitudinales (plutôt que transversales). Expérimentalement, vous devrez
trouver la vitesse du son à un endroit du Campus Saint-Jean et la comparer à la vitesse
théorique attendue dans un même environnement et à la même température.
Pour ce faire, vous utiliserez un graphique, la technique de linéarisation, un tuyau en
métal, des diapasons et un thermomètre (ou un thermostat).
Vous observerez que vos résultats diffèreront de ceux de vos camarades
de classe dépendamment du lieu de la prise de donnée, de la
température et du taux d’humidité.
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Matériel
Le matériel dont vous aurez besoin pour prendre vos données comprend:
Thermomètre ou
Thermostat
Diapasons (4)
(tuning fork)
et maillet
Tuyau de résonnance
Tuyau intérieur
ajustable
Mètre ou ruban
à mesurer
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Que faut-il mesurer?
Quelle équation doit-on utiliser?
La vitesse du son dans un milieu gazeux, liquide ou solide, est définie par:
La longueur d’onde λ peut être déterminée à l’aide d’ondes stationnaires.
(1/s) fréquence laest et
(m) onded'longueur laest
(m/s)son du vitesselaest où
f
v
fv
Partie I
Une onde stationnaire est le résultat de la superposition de 2 ondes progressives se dirigeant l’une vers l’autre.
Lorsque les ondes progressives se rencontrent, leur combinaison entraîne une amplification de l’onde aux ventres et
une annulation de l’onde aux nœuds. Ce processus est appelé résonnance.
ventres
nœuds
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Pour un tuyau semi-fermé
des multiples de λ/ 4 seulement
xo
L1= λ/ 4
D1
Pour n=1
Le centre du ventre à l’ouverture du
tuyau est situé en dehors du tuyau
d’une distance xo
centre du
ventre
xo
L2= 3 λ/ 4
D2
xo
L3= 5 λ/ 4
D3
Pour n=2
Pour n=3
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