Elle est égale au quotient (au rapport) de la distance que le son a parcouru, par le temps qu'il a mis pour parcourir cette distance. La vitesse d'un son se calcule donc en divisant la distance d parcourue par la durée Δt nécessaire pour parcourir cette distance.
MESURE DE LA VITESSE DU SON DANS L'AIR. Cette méthode, de mise en œuvre simple, utilise trois microphones branchés directement sur un oscilloscope à mémoire. Le son est produit par un choc. L'oscilloscope utilisé est un METRIX OX8020.
La vitesse de déplacement du son dépend du milieu dans lequel il est propagé. Lorsqu'il est dans l'air, il se déplace à une vitesse de 344 mètres par seconde (ce qui donne environ 1 kilomètre toutes les 3 secondes). Le son se propage grâce à la compression qui se déplace au milieu des molécules d'air.
La mesure de la vitesse du son par l'abbé Nollet en 1738. En 1738, l'Académie française charge l'abbé Nollet de déterminer avec précision la vitesse du son. De nuit, on tire un coup de canon depuis la tour Montlhéry.
Dans la plupart des fluides, et notamment dans l'air, elle dépend très peu de la fréquence et de l'amplitude de la vibration. la température en kelvins. La vitesse du son dans l'air à 15 °C au niveau de la mer est d'environ 340 m/s (soit 1 224 km/h ).
Dans l'air, la célérité du son peut être approximée par la formule : c=(331,35+ 0,607*q) ou c est la célérité du son dans l'air (m.s-1) et q la température en degré Celsius.
Franchir le mur du son, un phénomène physique aéronautique
L'appareil vole au moins à 340m/s, équivalent à 1.224 km/h. On dit alors qu'il atteint Mach 1 (les Mach indiquent la vitesse d'un corps par rapport à la vitesse du son : Mach 1 = une fois cette vitesse ; Mach 2 = deux fois).
Si le milieu de propagation du son est l'air, la vitesse de l'onde (de la vague) est d'environ 340 mètres par seconde (m/s). Mais cette vitesse dépend de la température : à -10 °C, le son voyage à 325 m/s, alors qu'à 30 °C, il file à 349 m/s.
Méthode de calcul du delta T :
[(Température de l'eau à l'entrée en °C + Température de l'eau à la sortie en °C) /2] – température d'ambiance en °C.
La vibration qui engendre le son se propage dans un milieu (solide, liquide ou gazeux) de proche en proche : c'est-à-dire que les molécules (qui composent le milieu) s'éloignent et se rapprochent les unes des autres, créant ainsi une succession de compressions-dépressions locales.
1 200 km/h : voici l'estimation qui est ressortie de l'étude menée par ces chercheurs. Bien entendu, ils ont pris en compte le fait que le son se propage à une vitesse différente selon le milieu et la température.
La vitesse de propagation du son dépend de la nature du milieu dans lequel l'onde se propage mais également de la température. Vitesse de propagation d'une onde acoustique, à 20°C : dans l'air : 344 m/s, soit environ 1 240 km/h.
Il ne reste plus qu'à appliquer la formule : d=t×v ⇔ t=d/v , ainsi t = 30/26, ce qui nous donne t=1,2h, c'est-à-dire t=1h15 , en multipliant 0,2 (de 1,2) par 60 qui donne 15 minutes ; le cycliste a donc réalisé son parcours en 1 heure et 15 minutes !
Pour cela, dans le cas général, il faut d'abord calculer le discriminant Δ (delta), donné par la formule : Δ = b² - 4ac. Avant d'aller plus loin, voyez si vous maîtrisez convenablement ce calcul de discriminant.
On rappelle l'expression de l'énergie E en fonction de la puissance P et de la durée \Delta t d'un transfert : E = P \times \Delta t.
On va utiliser la relation mathématique d'=v×t. Dans cette relation, la vitesse est exprimée en mètres par seconde (m/s), il faut donc que la durée soit exprimée en secondes. Ici t=47 ms=0,047s.
C'est peut-être possible, mais à ma connaissance, ça n'a pas été réalisé. La dernière fois qu'on a envoyé des pilotes très vite, c'était dans les années 50/60 où on faisait des objets pilotés très rapides comme le X-15. Aujourd'hui, ce qui va très vite, ce sont souvent des objets non-pilotés.
Les spécialistes parlent de vitesse supérieure à Mach 5, une vitesse supérieure à 6.100 km/h. Pour les physiciens qui étudient l'aérodynamique, en effet, une vitesse hypersonique correspond à une vitesse bien supérieure à celle du son.
1 mètre cube se note 1 m3. Donc, pour trouver le volume d'un pavé droit, par exemple une piscine, il suffit de connaître sa longueur, sa largeur et sa profondeur exprimées dans la même unité et de multiplier les 3 entre elles : longueur x largeur x profondeur (ou hauteur).
La distance d parcourue par une onde est proportionnelle à la durée Δt de son parcours : d = v × Δt, avec v la vitesse de propagation (célérité) de l'onde.
Vitesse du son : température, pression et milieu
Contrairement à la vitesse de la lumière dans le vide, la vitesse du son n'est pas une constante. Elle varie, par exemple, en fonction de la température. Plus il fait chaud, plus le son voyage vite. La vitesse du son augmente aussi avec la pression atmosphérique.
On sait que : V=D/t où V= Vitesse , D= Distance parcourue et t=temps mis à la parcourir. Attention aux unités ! Par exemple, V est en km/h, D en km et t en h.