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  4. Exercice : Calculer la vitesse de propagation d'une onde lumineuse

Calculer la vitesse de propagation d'une onde lumineuse Exercice

Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.

Dernière modification : 11/06/2023 - Conforme au programme 2018-2019

Une onde lumineuse parcourt une distance d = 8{,}0 Mm en un temps t = 27 ms.

Quelle est la vitesse de propagation v de cette onde ?

On sait que la vitesse v est égale au rapport de la distance parcourue d sur le temps de parcours t, soit :

v=\dfrac{d}{t}

v est en m.s-1 si d est en m et t en s.

Ici, d = 8 Mm et t=27 ms, il faut donc convertir la distance d en mètres et le temps t en secondes afin de calculer v en mètres par secondes :

  • d = 8 Mm =8\times10^{6} m
  • t = 27 ms =27\times10^{-3} s

On obtient donc :

v=\dfrac{d}{t}=\dfrac{8{,}0\times10^{6}}{27\times10^{-3}}\approx296\ 296\ 296{,}3 m.s-1

On ne garde ici que deux chiffres significatifs, car la distance d et le temps t ne sont exprimés qu'avec deux chiffres significatifs.

Soit, en notation scientifique :

v=3{,}0\times10^{8} m.s-1.

La vitesse de propagation de l'onde est v=3{,}0\times10^{8} m.s-1.

Une onde lumineuse parcourt une distance d=9{,}47\times10^{12} km en un temps t = 365{,}25 jours.

Quelle est la vitesse de propagation v de cette onde ?

On sait que la vitesse v est égale au rapport de la distance parcourue d sur le temps de parcours t, soit :

v=\dfrac{d}{t}

v est en m.s-1 si d est en m et t en s.

Ici, d=9{,}47\times10^{12}km m et t=365{,}25 jours, il faut donc convertir la distance d en mètres et le temps t en secondes afin de calculer v en mètres par secondes :

  • d=9{,}47\times10^{12} km =9{,}47\times10^{12}\times10^{3} m =9{,}47\times10^{15} m
  • t = 365{,}25 jours = 365{,}25\times24\times60\times60=315\ 576\ 00 s

On obtient donc, en ne conservant que trois chiffres significatifs, car la distance d n'est exprimée qu'avec trois chiffres significatifs :

v=\dfrac{d}{t}=\dfrac{9{,}47\times10^{15}}{315\ 576\ 00}

v=3{,}00 \times 10^{8} m.s-1

La vitesse de propagation de l'onde est v=3{,}00 \times 10^{8} m.s-1.

Une onde lumineuse parcourt une distance d=25{,}92\times10^{3} Gm en un temps t = 1{,}000 jours.

Quelle est la vitesse de propagation v de cette onde ?

On sait que la vitesse v est égale au rapport de la distance parcourue d sur le temps de parcours t, soit :

v=\dfrac{d}{t}

v est en m.s-1 si d est en m et t en s.

Ici, d=25{,}92\times10^{3} Gm et t = 1{,}000 jours, il faut donc convertir la distance d en mètres et le temps t en secondes afin de calculer v en mètres par secondes :

  • d=25{,}92\times10^{3} Gm =25{,}92\times10^{3}\times10^{9} m =25{,}92\times10^{12} m
  • t = 1{,}000 jours = 1{,}000\times24\times60\times60=86\ 400 s

On obtient donc :

v=\dfrac{d}{t}=\dfrac{25{,}92\times10^{12}}{86\ 400}=300\ 000\ 000 m.s-1

On ne garde ici que quatre chiffres significatifs, car la distance d et le temps t ne sont exprimés qu'avec quatre chiffres significatifs.

Soit, en notation scientifique :

v=3{,}000\times10^{8} m.s-1.

La vitesse de propagation de l'onde est v=3{,}000\times10^{8} m.s-1.

Une onde lumineuse parcourt une distance d = 1\ 349 mm en un temps t = 4{,}497 ns.

Quelle est la vitesse de propagation v de cette onde ?

On sait que la vitesse v est égale au rapport de la distance parcourue d sur le temps de parcours t, soit :

v=\dfrac{d}{t}

v est en m.s-1 si d est en m et t en s.

Ici, d = 1\ 349 mm et t=4{,}497 ns, il faut donc convertir la distance d en mètres et le temps t en secondes afin de calculer v en mètres par secondes :

  • d = 1\ 349 mm =1\ 349\times10^{-3} m
  • t = 4{,}497 ns =4{,}497\times10^{-9} s

On obtient donc :

v=\dfrac{d}{t}=\dfrac{1\ 349\times10^{-3}}{4{,}497\times10^{-9}}=299\ 977\ 763 m.s-1

On ne garde ici que quatre chiffres significatifs, car la distance d et le temps t ne sont exprimés qu'avec quatre chiffres significatifs.

Soit, en notation scientifique :

v=3{,}000\times10^{8} m.s-1.

La vitesse de propagation de l'onde est v=3{,}000\times10^{8} m.s-1.

Une onde lumineuse parcourt une distance d = 2\ 561 µm en un temps t=8{,}5\times10^{-12} s.

Calculer la vitesse de propagation v de cette onde.

On sait que la vitesse v est égale au rapport de la distance parcourue d sur le temps de parcours t, soit :

v=\dfrac{d}{t}

v est en m.s-1 si d est en m et t en s.

Ici, d = 2\ 561 µm et t=8{,}5\times10^{-12} s, il faut donc convertir la distance d en mètres afin de calculer v en mètres par secondes :

  • d=2\ 561\mu m=2\ 561\times10^{-6} m
  • t=8{,}5\times10^{-12} s

On obtient donc :

v=\dfrac{d}{t}=\dfrac{2\ 561\times10^{-6}}{8{,}5\times10^{-12}}\approx301\ 294\ 117{,}6 m.s-1

On ne garde ici que deux chiffres significatifs, car le temps t n'est exprimé qu'avec deux chiffres significatifs.

Soit, en notation scientifique :

v=3{,}0\times10^{8} m.s-1.

La vitesse de propagation de l'onde est v=3{,}0\times10^{8} m.s-1.

Une onde lumineuse parcourt une distance d = 150\ 000\ 000 km en un temps t = 500 s.

Quelle est la vitesse de propagation v de cette onde ?

On sait que la vitesse v est égale au rapport de la distance parcourue d sur le temps de parcours t, soit :

v=\dfrac{d}{t}

v est en m.s-1 si d est en m et t en s.

Ici, d = 150\ 000\ 000 km et t=500 s, il faut donc convertir la distance d en mètres afin de calculer v en mètres par secondes :

d=150\ 000\ 000 km =1{,}5\times10^{8}\times10^{3} m =1{,}5\times10^{11} m

On obtient donc :

v=\dfrac{d}{t}=\dfrac{1{,}5\times10^{11}}{500}=300\ 000\ 000 m.s-1

On ne garde ici que trois chiffres significatifs, car le temps t n'est exprimé qu'avec trois chiffres significatifs.

Soit, en notation scientifique :

v=3{,}00\times10^{8} m.s-1.

La vitesse de propagation de l'onde est v=3{,}00\times10^{8} m.s-1.

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