TPP4 - Chez

TP de physique n°4
Détermination d’une distance.
But :
Mesurer une distance en utilisant la technique du sonar.
1- Principe du sonar.
Le son se propage dans l’air à la vitesse de 340 m./s et dans l’eau à la vitesse de 1500 m/s environ. Le
sonar comporte un émetteur qui envoie des signaux ultrasonores : les ultrasons sont des sons
inaudibles par l’homme, mais un récepteur adapté permet de les capter.
Si le signal émis rencontre des obstacles (banc de poisson, sous-marin, etc..), une partie est réfléchie
vers le sonar, qui détecte donc un écho du signal initial grâce au récepteur. Le temps
qui s’écoule entre l’émission et la réception du signal permet de calculer la distance entre le sonar et
l’obstacle.
2- Etude préalable : visualisation d’une tension carrée à l’oscilloscope.
a) Réglage du G.B.F ( générateur basse fréquence )
Régler la fréquence du signal à 100 Hz ( 100 périodes par seconde ).
Appuyer sur la touche sélectionnant un signal carré. (
)
b) Branchement de l’oscilloscope.
On envoie la tension de sortie du G.B.F sur la voie YA de l’oscilloscope.
sortie
100 Hz
Représenter les fils de connexion.
Réglages : sensibilité verticale 2 V / div base de temps 1 ms /div
Représenter l’oscillogramme obtenu en indiquant les grandeurs en abscisse et en ordonnée.
Augmenter la fréquence, que remarquez vous ?
Tourner le bouton « level » , que remarquez vous ?
3- Manipulation.
a- Montage.
b- Manipulation.
Première expérience.
Placer l’émetteur au zéro de la règle graduée et le récepteur
dans son voisinage, éloigner le récepteur de façon que la date de
réception du signal soit t=0.6 ms noter alors la distance x du
récepteur à l’émetteur. Continuer à éloigner le récepteur de
façon à donner aux dates les valeurs du tableau. Noter les
valeurs correspondantes de x.
T (ms)
X (cm)
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
Expliquer le décalage entre le signal émis et le signal reçu.
Tracer la courbe représentant t en fonction de la distance x entre l’émetteur et le récepteur.
Pourquoi est-ce une droite ? A quoi correspond la pente ? Donner sa valeur.
Placer le récepteur à une distance D de l’émetteur. En utilisant l’oscillogramme, calculer D et
comparer la valeur obtenue à celle que vous aurez mesurer à la règle.
Deuxième expérience.
Mettre l’émetteur et le récepteur l’un à côté de l’autre et placer un écran à une distance d (environ de
15 cm).
Expliquer le nouveau décalage entre le signal émis et le signal reçu.
Mesurer ce décalage.
Proposer un calcul donnant la mesure de d.
Calculer d et comparer la valeur obtenue à celle mesurée à la règle.