cours TS physique / onde: détermination de la célérité des ondes dans l'air

Summary

Dans cette expérience, on calcule la vitesse des ultrasons dans l'air à l'aide d'un générateur de tension continue, d'un émetteur et de récepteurs ultrasonores, et d'un oscilloscope pour visualiser les signaux. Les récepteurs sont placés à une distance de 30 cm et le temps entre la réception des ondes est mesuré. Grâce à ces données, on détermine que la célérité des ultrasons dans l'air est de 330 m/s, soit une valeur proche de la vitesse du son dans l'air, illustrant les principes de mesure de la vitesse des ondes acoustiques.

Takeaways

• 😀 Nous allons mesurer la vitesse des ultrasons dans l'air en utilisant des équipements simples.
• 😀 Le matériel utilisé inclut un générateur de tension continue de 15V, un émetteur d'ultrason, deux récepteurs, et un oscilloscope.
• 😀 Les récepteurs sont disposés sur une règle graduée, à une distance de 30 cm l'un de l'autre.
• 😀 L'émetteur d'ultrason est alimenté par un générateur de tension de 15V, et les signaux sont visualisés sur l'oscilloscope.
• 😀 Pour l'oscilloscope, la synchronisation est effectuée en connectant l'émetteur à la fiche externe de l'oscilloscope.
• 😀 Les réglages de l'oscilloscope incluent le passage en mode Dual pour visualiser deux courbes et la mise à zéro des tensions.
• 😀 Les réglages des calibres de tension et de temps sont ajustés pour une meilleure visibilité des ondes ultrasonores.
• 😀 L'amplitude des ondes ultrasonores peut être ajustée à l'aide du bouton de fréquence sur l'émetteur.
• 😀 Le temps de trajet des ondes ultrasonores entre les deux récepteurs est mesuré à 0,896 ms (896 x 10^-3 secondes).
• 😀 La vitesse des ultrasons est calculée à partir de la distance (0,3 m) et du temps de trajet (0,896 ms), donnant une célérité d'environ 330 m/s.

Q & A

Quel est l'objectif principal de l'expérience décrite dans le script ?

L'objectif est de calculer la vitesse des ondes ultrasonores dans l'air.

Quel matériel est utilisé pour cette expérience ?

Le matériel utilisé comprend un générateur de tension continue de 15 V, un émetteur d'onde ultrasonore, deux récepteurs d'ultrason, un oscilloscope et une règle graduée.

Comment les récepteurs d'ultrason sont-ils disposés dans l'expérience ?

Les deux récepteurs d'ultrason sont disposés sur une règle graduée, le premier à la position zéro et le deuxième à une distance de 30 cm.

Quel est le rôle du générateur de tension continue dans cette expérience ?

Le générateur de tension continue fournit une tension de 15 V nécessaire à l'alimentation de l'émetteur d'ondes ultrasonores.

Comment l'oscilloscope est-il utilisé dans cette expérience ?

L'oscilloscope est utilisé pour visualiser les ondes ultrasonores reçues par les récepteurs, converties en signaux électriques.

Pourquoi faut-il effectuer une synchronisation externe avec l'oscilloscope ?

La synchronisation externe permet de stabiliser le signal à l'écran de l'oscilloscope en connectant la sortie du signal de l'émetteur d'ultrason à la fiche externe de l'oscilloscope.

Quelles sont les étapes de réglage de l'oscilloscope ?

Les étapes incluent le passage en mode dual pour visualiser deux courbes, le réglage du niveau de 0 V au centre de l'écran, et le réglage des calibres de tension et de temps pour obtenir des mesures précises.

Comment la distance entre les récepteurs et le temps de réception des ondes sont-ils mesurés ?

La distance est mesurée à l'aide de la règle graduée et le temps de réception des ondes est mesuré avec le bouton curseur de l'oscilloscope, en ajustant les positions des curseurs à l'instant où les ondes sont reçues.

Quel est le calcul utilisé pour déterminer la vitesse des ondes ultrasonores ?

La vitesse des ondes ultrasonores est calculée à l'aide de la formule : v = d / t, où 'd' est la distance parcourue par les ondes (0,3 m) et 't' est le temps de trajet mesuré (0,896 ms).

Quelle est la valeur obtenue pour la vitesse des ondes ultrasonores dans l'air ?

La vitesse des ondes ultrasonores dans l'air est calculée à environ 330 m/s, ce qui est proche de la vitesse du son dans l'air.