129 600 km/h ou 36 km par seconde. C'est l'estimation la vitesse du son que des chercheurs des universités Queen Mary de Londres, de Cambridge, et de l'Institut des hautes pressions de Troïtsk, en Russie, ont mesuré dans une étude parue dans la revue Science Advances le 9 octobre dernier.
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'eau le son se propage plus de quatre fois plus vite, à environ 1 500 m/s (soit 5 400 km/h ). Dans le fer doux la vitesse du son est d'environ 5 960 m/s (soit 21 456 km/h ).
La vitesse du son, appelée aussi célérité du son, désigne la propagation des ondes sonores dans différents milieux, qu'ils soient liquides, solides ou gazeux.
La formule précédente nous permet de calculer la vitesse théorique du son aux conditions habituelles de température et de pression : c = 343 m/s pour une température de 20 degrés, soit environ 1 235 km/h.
Le son met donc 3,5 ms (millisecondes), soit 0,0035 s, pour parcourir 1,20 m. La vitesse est égale à . La vitesse du son dans l'air est donc ici égale à 343 m/s.
Dans un milieu donné, la fréquence et la longueur d'onde sont liées par la formule : λ=c/f=c*T ou λ est la longueur d'onde en mètre (m), c la célérité de propagation de l'onde en mètre par seconde (m.s-1), f la fréquence (Hz) et T la période (s).
1La 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.
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).
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).
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.
Dans l'air, dans les conditions ambiantes, le son se propage à environ 340 m/s, contre 1.500 m/s dans l'eau et plus de 5.000 m/s dans le fer.
Le sonomètre
Si l'on souhaite obtenir le niveau sonore d'un local, on utilise un sonomètre. Le microphone capte toute l'énergie acoustique de ce bruit indépendamment des fréquences des sons qui le composent. Le résultat est donné par un seul chiffre qui représente le “niveau global” du bruit, affiché en dB.
Vitesse = distance / temps
Le plus souvent, il s'agit de : km/h (kilomètre par heure) m/sec (mètre par seconde)
Faisons connaissance avec la formule de calcul.
Dès lors, la formule de calcul est la suivante : f = 1 /T. Dans cette formule, f représente la fréquence et T représente la période de l'onde.
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.
Le son est perçu par les oreilles.
La vibration est captée par notre pavillon puis se propage dans le conduit auditif, fait vibrer le tympan, continue son parcours dans les osselets et enfin la cochlée. A ce stade, les cellules ciliées transforment l'onde sonore en un signal électrique capté par le nerf auditif.
Grâce à ce type de propulsion atmosphérique, un superstatoréacteur, l'aéronautique s'est ouvert la porte des 11.000 km/h (Mach 10), ce qui était jusqu'alors réservé aux moteurs-fusées.
C'est, par définition, le rapport de la vitesse de l'avion à celle du son à la température correspondant à l'altitude de vol. La vitesse d'un avion subsonique se caractérise donc par un nombre de Mach inférieur à 1 et celle d'un avion supersonique par un nombre de Mach supérieur à 1.
Sur les routes non séparées, hors agglomération, la limitation est à 60 km/h tandis que sur autoroute la vitesse maximale autorisée est de 100 km/h .
Cela pourrait signifier que le neutrino se déplace à une vitesse de 299 799,9 ± 1,2 km/s , soit 7,4 km/s de plus que la vitesse de la lumière.
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.
Le volume sonore est déterminé par le niveau de pression acoustique. La fréquence du son représente le nombre d'oscillations effectuées en une seconde. L'unité de mesure logarithmique utilisée pour mesurer le niveau sonore ou le bruit est le décibel (dB).
Les décibels dB :
Les décibels représentent l'unité de mesure du niveau sonore.
Le son est une perturbation de la matière se propageant dans un milieu élastique, le plus souvent l'air. Le son n'engendre pas un déplacement de matière, mais une perturbation de celle-ci. C'est la perturbation qui se déplace.