Etude détaillée de la vitesse du son avec la console ESAO

Lavitessedusondansungazdépenddeplusieursfacteurs:lanaturedugaz,lapressionetlatempératuredugaz.
L'objectifdelamesureestdedéterminerlavitessedusondansl'airenmesurantledécalagetemporelsurlaréceptiondusignal.
EtudedétailléedelavitessedusonaveclaconsoleESAO®Primo
Butdel'expérience
Lavitessedusondansungazdépenddeplusieursfacteurs:lanaturedugaz,lapressionetlatempératuredugaz.
L'objectifdelamesureestdedéterminerlavitessedusondansl'airenmesurantledécalagetemporelsurlaréception
du signal.
Matérielutilisé
lConsole ESAO Primo
lLogicielAtelierScientifiqueLycéePro
lCapteurSonomètreVTT®
lBaguettesmétalliquespoursynchro
lCordonsdesécurité,longueur=100cm(1rouge/1 noir)
lRèglegraduéede1m
Relevédesmesures
lPlaceruncapteursonomètresurlaconsoleESAOPrimo.Cecapteurpeutêtreutiliséenmodesignalouenmodeintensitésonore en dB comme dans l'exemple ci-
dessous.
lConnecter2cordonsdesécuritéavecfichebananeauniveaudesdouillesdel'entréedesynchronisationsurlecôtédelaconsole ESAO Primo (1 dans le rouge et
1 dans le noir).
lRelierlesbaguettesmétalliquesàl'extrémitédesfilsbananepourcréer un "clap" sonore.
lLancerlemodulegénéralistedel'AtelierscientifiqueLycéePro
lFaireglisserlecapteurSonomètreenordonnéeetla montre en abscisse
lCliquer sur la montre en abscisse
lIndiquer une mesure sur 10 ms
lEntrer 1001 points
lCliquer sur l'onglet Synchronisation
lCocher la case Synchronisation
lSélectionnerlavoieEntréesynchro
Travaux pratiques / Acoustique

lIndiquer le sensdécroissant
lCliquer sur le feu vert puis sur Lancer, la console se met en attente de synchronisation
lTaperles2baguettesentreelles,cequicréeuncourtcircuitquigénèrealorsunebaissedelatensionauniveaudel'entréedesynchronisationde5à0V
impliquantundéclenchementdelamesure.
lEnregistrerlefichiersouslenom"Décalage temporel.lab"
lSurlegraphique,faireunclicdroitetsélectionnerl'outil Pointeur
lPlacer le curseur sur le point de la courbe pour lequel le signal augmente brutalement, ce qui signifie que le signal sonorecommenceàêtrereçuparlecapteur.
lDanslabarred'états'afficheledécalagetemporel tàl'originedela courbe initiale
lOuvrir un nouveau fichier "Vitesse du son.lab"
lCréerdeuxgrandeursDécalage(s) et Distance (m) < LI > Noter les valeurs du premier point
lDéplacerleclapd'unedistanceconnue
lOuvrirlefichier"Décalagetemporel.lab"
lCliquer sur le feu vert puis sur le bouton "Ajouter une nouvelle acquisition" et sur Lancer
lEnregistrer le fichier
lReleveràl'aidedel'outilPointeurledébutdeladétectiondusonparle microphone.
lOuvrir le fichier "Vitesse du son.lab"
lNoter dans le tableau les valeurs de ce nouveau point

lRépéterjusqu'àobtenirauminimum4pointssurlacourbeDistance(Décalagetemporel)
lCliquer sur le menu Affichage>Modélisation
lModéliserlacourbeDistance en entrant dans le champ Distance m=l'équationv*Décalage
lCliquer sur le coche vert
lCocher la case v
lCliquer sur Modéliser
Conclusion
Lesondessonoressepropagentdansl'airàunevitesseconstantemesurableparledécalagetemporelentrel'émissionetlaréceptiondusignal.
Articlesconcernés
Règleenplastiquepourtableau - Réf. 343 011 84
CordonsdesécuritéàfichesbananesL100cmØ4mmrouge noir
CapteursonomètreVTT® - Réf. 472 021 84
Console Primo - Réf. 451 038 84
Clap sonore synchro - Réf. 453 127 84
LogicielAtelierScientifiqueLycéeProfessionnel(versionétablissement) - Réf. 000 587 84
lNoterlavitessev(enm/s)modélisée
lReleverlatempératureambiante
lComparer avec la relation empirique suivante : vair = (331,5 + 0,6 θ) m/soùθestlatempératureambianteen°C.