ACTIVITE N°1 MECANIQUE : le son 3 ème A quelle distance se trouve l’orage ? La vitesse du son. Introduction : Les nuages d'orage sont des cumulonimbus. Lors des orages, le cumulonimbus est fortement chargé électriquement. Globalement, le somme t du nuage est chargé positivement alors que sa base est négative . L'ensemble des deux phénomènes éclair au sol + tonnerre constitue ce qu'on appelle la foudre. Au fur e t à mesure que le nuage grossit il se charge de plus e n plus négativement à sa base. Le sol lui par contre est chargé positivement. Et comme e n é le ctricité les charges négatives se dirige nt ve rs les charges positives, alors les charge s né gatives du nuage vont re joindre les charges positives du sol, à trave rs l'air de venu conducteur : c’est la foudre . Parm i les nombre uses dé charges é le ctriques qui se produisent, seule une pe tite partie arrive au sol (environ un dix ième des dé charges). La plupart de s dé charge s sont de s dé charges intranuage ou des dé charge s inte r-nuages. Le tonnerre est le bruit sourd qui accompagne la foudre . Il est dû à la dilatation de l'air, sous l'e ffe t du ré chauffement provoqué par la dé charge é le ctrique de l'é clair. I. Observation de la foudre lors d’un orage Lorsque l’on observe la foudre tomber, on constate que l’on voit d’abord l’éclair puis on entend ensuite le tonnerre : le son va donc moins vite que la lumière. La vitesse de propagation de la lumière dans l’air ou dans le vide est de 3.10 8 m/s. La vitesse de propagation du son dans l’air est de 340 m/s. 1 II. A quelle distance se trouve l’orage ? Afin de déterminer la distance à laquelle se trouve l’orage il faut compter le temps que met le son (tonnerre) à parvenir jusqu’à nos oreilles après un éclair. En effet : La distance parcourue par le son est reliée au temps de parcours du son ainsi qu’à sa vitesse par la relation : : vitesse de propagation du son (340 m/s) d vdson : distance parcourue par le son (m) vson = t t : durée du parcours du son (s) Sur la vidéo nous pouvons compter …… seconde entre l’éclaire et le tonnerre Connaissant la vitesse de propagation du son et la durée de parcours nous pouvons en déduire la distance parcourue par le son : vson = d d ⇔ vson × t = × t ⇔ vson × t = d t t Formule littérale : Application numérique : d = vson × t d =… L’orage se situe donc à une distance de …. m III. L’orage avance-t-il vers nous ? On compte … seconde entre le deuxième éclaire et le tonnerre, le temps mis paR le son pour arriver est donc plus grand : l’orage s’éloigne. 2 3