[PDF] PARTIE OBSERVER CH3 ONDES SONORES AE

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PARTIE OBSERVER CH3 ONDES SONORES

AE CARACTERISTIYUES D'UNE ONDE ULTRASONORE

OBJECTIF : Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la période, la fréquence, la longueur d'onde et la

célérité d'une onde progressive sinusoïdale.

Document 1 Mise en situation

Les chauves-souris disposent d'un systğme de repĠrage trğs particulier appelĠ ͨ écholocation ».

Elles émettent des salves d'ultrasons vers les obstacles se trouvant devant elles. En analysant la

durée entre l'émission et la réception des salves (écho) elles déterminent la position des

obstacles ou de leurs proies.

Document 2 : Matériel à disposition

un émetteur d'ultrasons et son alimentation. deux récepteurs d'ultrasons. une règle graduée. un système d'acquisition relié à un ordinateur. le logiciel Atelier Scientifique.

Fils de connexion.

Thermomètre.

I ͬ Elaboration d'un protocole edžpĠrimental : (ANALYSER)

1°) Protocole expérimental permettant de modĠliser le phĠnomğne d'Ġcholocation chez les chauǀes-souris.

Mesurer la ǀitesse des ultrasons dans l'air

Placer l'Ġmetteur et le rĠcepteur face ă un Ġcran en carton A l'aide d'une rğgle graduĠe, mesurer la distance d entre l'Ġmetteur et le carton A l'aide du curseur, mesurer le retard ǻt entre le dĠbut de l'onde Ġmise et la rĠception

V = 2xD/ǻt

2°) Montage

3°) Paramétrage. (Acquisition sur 10ms)

4°) Voir schéma

Émetteur

Récepteur

C A R T O N D U(V) t (ms) ǻt

5°) Célérité (vitesse) des ultrasons dans l'air,

V = 2xD/ǻt

Pour D = 40 cm ǻt =2,5 ms V= 2X40.10-2 / 2,5.10-3 = 320 m.s-1 II / Détermination des caractéristiques des ondes ultrasonores: (REALISER) a) Détermination de la période et de la fréquence des ondes ultrasonores

émetteur.

On sélectionne le mode " continu » sur l'émetteur.

1) Période T du signal reçu par le récepteur.

On mesure 10 périodes pour plus de précision

10 T = 0,25 ms T = 0,025.10-3 s

2°) Fréquence f des ondes ultrasonores émises.

f = 1/T = 1/0,025.10-3 = 4,0.104 Hz = 40 000 Hz = 40 kHz

D'aprğs le document 3 40 kHz > 20 kHz

les ondes émises sont bien des ondes ultrasonores. III- Détermination de la longueur des ondes ultrasonores: (REALISER)

Travail à effectuer :

Garder l'Ġmetteur en mode " continu ».

Disposer les deux récepteurs (R1 et R2) côte à côte en face l'Ġmetteur (E) à un dizaine de cm environ ;

Placer la graduation zéro de la règle métallique au niveau des récepteurs.

Paramétrer le logiciel de manière à observer les deux signaux sinusoïdaux. (Les deux signaux doivent être

l'un au-dessus de l'autre et superposables, c'est-à-dire et en phase) avec les signal 1 a) Le décalage temporel entre les deux ondes vaut alors T, une période (0,025 ms) b) Les deudž rĠcepteurs sont alors sĠparĠs d'une distance appelé longueur d'onde . = 1 cm environ

c) La détermination de est ici peu précise. Pour déterminer la valeur de la longueur d'onde avec le plus

de précision possible on effectue un décalage de plusieurs .

5 = 5,5 cm = 1,1 cm

3°) (VALIDER), c

Calcul de la célérité v des ultrasons dans l'air de la salle de TP à partir du document 4

12

3.10.44,310.8,28

)21273(31,84,1.. { smxx M

TRcgaz

Selon le I/

V = 320 m.s-1 r = (344-320 ͬ344) y100 с 7 й d'erreur Selon III / = CxT = C/ f C = 1,1.10-2 X 40.103 = 440 m.s-1 r = (344-440/344) y100 с 28 й d'erreur La méthode 1 est plus précise 3quotesdbs_dbs23.pdfusesText_29

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