Physique – exercices 4 - correction, Exercices de Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa29 April 2014

Physique – exercices 4 - correction, Exercices de Physique

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Physique – exercices sur les radars... et effet doppler - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants:l'onde sonore,l’obstacle,l’écho de l’onde,la relation.
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Bac S 2011 Antilles Guyane CORRECTION EXERCICE 3 : RADARS... ET EFFET DOPPLER (4 points)

1.1. Faux, une onde sonore est une onde longitudinale. Les molécules d’air oscillent dans la même direction que celle de propagation de l’onde. 1.2.Faux, il n’y a pas transport de matière, simplement oscillation temporaire de la matière. 1.3.Faux, seule la fréquence est indépendante du milieu de propagation.

1.4.Faux, c = L

t donc Δt =

L

c

Δt = 51,0

340 = 0,15 s ≠ 1,5 s

1.5.FAUX, c = d

3T =

d

1 3.

f

= d.f

3 donc d =

3.c

f

d = 3 340

680

 = 1,5 m

1.6.VRAI, deux points vibrant en phase sont séparés par une distance d’ = n.λ avec n entier.

λ = c

f alors d’ = n.

c

f

d’ = n. 340

680 = 0,500.n

Avec d’ = 55,0 m alors n = 55,0

0,500 = 110, n est effectivement entier.

1.7.FAUX, L’onde parcourt d’’ et atteint l’obstacle ; elle se réfléchit et parcourt à nouveau d’’. Il s’est alors écoulé une durée Δt.

c = 2d''

t soit Δt =

2d''

c

Δt = 2 680

340

 = 4,00 s L’écho de l’onde revient à la source 4,00 s après l’émission.

2. Le véhicule se déplace maintenant vers la droite à la vitesse v inférieure à c. 2.1. Dans un milieu dispersif, la célérité d’une onde dépend de sa fréquence. L’air n’est pas un milieu dispersif pour les ondes sonores.

2.2.1. λ = c

f

2.2.2. Relation (1) ' = - v.T

c

f ' =

c

f – v.

1

f

c

f ' =

1

f .(c – v)

f '

c =

f

(c v)

f’ = f. c

c v

2.2.3. c

c v > 1 donc f’ > f ainsi le son perçu est plus aigu que le son émis.

2.3.1. Par analogie avec la relation (1) on a ’’ =  + v.T

De même, f’’ = f. c

c v .

2.3.2. c

c v < 1 donc f’’ < f ainsi le son perçu est plus grave que le son émis.

2.4. Le véhicule se rapproche, on utilise la relation f ’ = f. c

c v

f ’.(c –v) = f.c f’.c – v.f’ = f.c f’.c – f.c = v.f’

c.(f’  f) = v.f’

v = .( ' )

'

c f f

f

v = ( )340 716 680

716

  × 3,6 = 61,5 km.h-1 = 62 km.h-1 en arrondissant à l’entier le plus proche.

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