Correction 

I- But :

-          Détermination de la célérité du son dans l’air à une température donnée.

-          Mesure d’un retard d’une salve d’ultrasons à l’aide d’un oscilloscope.

II- Mesure de la célérité d’un son dans l’air.

1)- Dispositif expérimental.

-          L‘expérience est assistée par ordinateur.

-          Schéma :

-          Réglage des différents paramètres : la température, le nombre d’acquisitions, la longueur x et le nombre de mesures pour chaque distance.

2)- Principe de la mesure.

Un son bref est émis. Il se propage et atteint le premier micro M ₁ (micro fixe). Ce micro est relié à un dispositif électronique qui déclenche le chronomètre. Le son continue à se propager et atteint le deuxième micro M ₂ (micro mobile). Le deuxième micro est relié à un dispositif électronique qui provoque l’arrêt du chronomètre.

Pour la distance L, le temps mesuré noté t ₀ est donné en ms.

Pour la distance L + x, le temps mesuré noté t ₁ est donné en ms

Pour la distance L + 2 x, le temps mesuré noté t ₂ est donné en ms.

…………………………………………………..

On effectue plusieurs mesures (5) pour une même distance. Comme valeur, on prend la valeur moyenne des mesures pour une même distance..

? Décrire le principe de la mesure. Pourquoi effectue-t-on plusieurs mesures pour une même distance ? Pourquoi utilise-t-on cette méthode différentielle ?

3)- Mesures.

? Reproduire et compléter le tableau suivant :

4)- Exploitation.

? Sur papier millimétré, tracer x(cm) = f (t). Quel type de graphe obtient-on ? Tracer la droite moyenne. Calculer son coefficient directeur. Que représente-t-il ? Donner son unité dans le (S.I).

-          En déduire la valeur expérimentale v_exp de la célérité du son dans l’air.

? Comparaison avec la valeur théorique. À 0 °C = 273 K, la célérité du son dans l’air est de 331, 45 m / s. On admet que la célérité du son dans l’air est proportionnelle à la racine carrée de la température absolue T.

-          Donner la relation liant la vitesse du son à une température donnée T. En déduire la valeur de la vitesse du son v_th à la température de la salle.

-          Comparer la valeur expérimentale avec la valeur théorique. Conclusion.

III- Mesure d’un retard pour une salve ultrasonore.

1)- Dispositif expérimental.

? Schématiser le montage et le réaliser.

2)- Mesures.

Figure 1.	Figure 2.

I    Mettre en place l’émetteur ultrasonore et le récepteur. Observer l’écran de l’oscilloscope lorsque l’émetteur est en mode salve (une salve ultrasonore est une perturbation sonore de fréquence supérieure à 20 kHz séparée par une durée réglable.)

-          Fixer la règle et déplacer le récepteur R pour obtenir sur l’écran de l’oscilloscope la disposition de la figure 1.

-          Placer le zéro de la règle à la position du récepteur R quand l’écran montre la figure 1.

-          Déplacer lentement le récepteur R en observant l’écran jusqu’à ce que le début de la salve soit décalé d’une division. Lorsque le récepteur R est dans la position de la figure 2, la déformation reçue a un retard t par rapport à la déformation reçue dans la position de la figure 1.

-          Repérer la position du récepteur sur la règle : d = .

3)- Exploitation.

-          Grâce à la durée de balayage de l’oscilloscope, déduire la valeur du retard t. À quel parcours des ultrasons le retard t correspond-il ? En déduire la célérité des ultrasons dans l’air. Comparer cette valeur à celle trouvée précédemment. Conclusion.