Physique T.P. Seconde

Corrigé du TP N°2 de Physique : Vitesse du son et fréquence des ultrasons

I. Détermination de la vitesse des ondes sonores

1) Les dates t1 et t2 correspondent au moment où chaque micro capte l’onde sonore. 2) Δt = t2 – t1. 3) Δt = 3,10 – 0,22 = 2,88 ms 4) La relation entre la distance d entre les 2 micros, la durée du parcours Δt et la vitesse v du son

dans l'air est : dvt

=Δ

5) On en déduit que : ( )3

1,00v 347, 2 m / s2,88 10−

= =×

(car 2,88 ms = 2,88×10−3 s)

II. Détermination de la fréquence des ultrasons. 1) Noter la valeur de sensibilité horizontale de l'oscilloscope : kH = 5 μs / div 2) L'oscillogramme du signal observé est le suivant :

0,22 ms 3,10 ms

T T

Physique T.P. Seconde 3) La période T du signal reçu par le Récepteur d’ultrasons est : T = 25 μs en effet :

On mesure le maximum de période T : ici on peut prendre 2×T sur 10 carreaux Comme 1 carreau en horizontal correspond à un temps de 5 μs (kH = 5 μs / div) alors 10 carreaux en horizontal correspondent à une temps de 10 × 5 μs = 50 μs

Donc 2×T = 50 μs soit 502

= =T 25μs = 25 × 10−6 s

4) La fréquence f de l’Émetteur à ultrasons a pour expression : 1T

=f

A.N. : 6

1 40000Hz25 10−= =×

f

La gamme de fréquences des ondes sonores audibles par l’homme est : 20 Hz < f < 20 000 Hz

5) La fréquence minimum à partir de laquelle on est dans le domaine des ultrasons est :

f = 20 00 Hz 6) Le signal enregistré est donc dans le domaine des ultrasons car f = 40 000 Hz > 20 000 Hz