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  4. Exercice : Utiliser la relation liant la vitesse du son, la distance parcourue et la durée écoulée

Utiliser la relation liant la vitesse du son, la distance parcourue et la durée écoulée Exercice

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

Dernière modification : 08/04/2021 - Conforme au programme 2020-2021

Dans un cinéma, le son émis par un haut-parleur se propage pendant 40,0 ms avant d'être perçu par un spectateur.
On sait que la vitesse du son dans l'air est c = 340 m/s.

Quelle est la distance séparant le spectateur du haut-parleur ?

La formule liant la vitesse du son c, la distance parcourue par le son d et la durée écoulée t est :

c = \dfrac{d}{t}

On isole d, on obtient :

d = c \times t

On repère dans l'énoncé la vitesse du son et la durée écoulée et, le cas échéant, on la convertit afin qu'elle soit exprimée dans la même unité de temps que celle utilisée pour exprimer la vitesse du son.

Ici :

  • c = 340 m/s
  • t = 40{,}0 ms, soit : t = 40{,}0 \times 10^{-3} s

On effectue l'application numérique :

d = 340 \times 40{,}0 \times 10^{-3}

d = 13{,}6 m

La distance séparant le spectateur du haut-parleur est de 13,6 m.

Dans une forêt, le son émis par un sifflet se propage pendant 317 ms avant d'être perçu par un chien.
On sait que la vitesse du son dans l'air est c = 340 m/s.

Quelle distance sépare le maître du chien ?

La formule liant la vitesse du son c, la distance parcourue par le son d et la durée écoulée t est :

c = \dfrac{d}{t}

On isole d, on obtient :

d = c \times t

On repère dans l'énoncé la vitesse du son et la durée écoulée et, le cas échéant, on la convertit afin qu'elle soit exprimée dans la même unité de temps que celle utilisée pour exprimer la vitesse du son.

Ici :

  • c = 340 m/s
  • t = 317 ms, soit : t = 317 \times 10^{-3} s

On effectue l'application numérique :

d = 340 \times 317 \times 10^{-3}

d = 108 m

La distance séparant le maître du chien est de 108 m.

Dans une maison, une mère située à 50,3 dm appelle son fils.
On sait que la vitesse du son dans l'air est c = 340 m/s.

Quel est le temps mis par le son pour arriver aux oreilles de son fils ?

La formule liant la vitesse du son c, la distance parcourue par le son d et la durée écoulée t est :

c = \dfrac{d}{t}

On isole t, on obtient :

t = \dfrac{d}{c}

On repère dans l'énoncé la vitesse du son et la distance et, le cas échéant, on la convertit afin qu'elle soit exprimée dans la même unité de distance que celle utilisée pour exprimer la vitesse du son.

Ici :

  • c = 340 m/s
  • d = 50{,}3 dm, soit : d = 5{,}03 m

On effectue l'application numérique :

t = \dfrac{5{,}03}{340}

t = 0{,}0148 s, soit :

t = 14{,}8 ms

Le temps mis par le son pour arriver aux oreilles de son fils est 14,8 ms.

Dans une maison, une fille joue à la console dont les haut-parleurs sont situés à 216 cm de ses oreilles.
On sait que la vitesse du son dans l'air est c = 340 m/s.

Quel est le temps mis par le son pour arriver aux oreilles de cette jeune fille ?

La formule liant la vitesse du son c, la distance parcourue par le son d et la durée écoulée t est :

c = \dfrac{d}{t}

On isole t, on obtient :

t = \dfrac{d}{c}

On repère dans l'énoncé la vitesse du son et la distance et, le cas échéant, on la convertit afin qu'elle soit exprimée dans la même unité de distance que celle utilisée pour exprimer la vitesse du son.

Ici :

  • c = 340 m/s
  • d = 216 cm, soit : d = 2{,}16 m

On effectue l'application numérique :

t = \dfrac{2{,}16}{340}

t = 0{,}00635 s, soit :

t = 6{,}35 ms

Le temps mis par le son pour arriver aux oreilles de la jeune fille est 6,35 ms.

Lors d'une course, le son émis par un pistolet lors du départ se propage pendant 0,650 s avant d'être perçu par un spectateur situé à 221 m.

Quelle est la vitesse du son dans l'air ?

La formule liant la vitesse du son c, la distance parcourue par le son d et la durée écoulée t est :

c = \dfrac{d}{t}

On repère dans l'énoncé la distance et la durée écoulée et, le cas échéant, on la convertit afin qu'elle soit exprimée en mètres et en secondes.

Ici :

  • d = 221 m
  • t = 0{,}650 s

On effectue l'application numérique :

c = \dfrac{221}{0{,}650}

c = 340 m/s

La vitesse du son dans l'air est c = 340 m/s.

Dans un théâtre, le son émis par un acteur se propage pendant 12,0 ms avant d'être perçu par un spectateur.
On sait que la vitesse du son dans l'air est c = 340 m/s.

Quelle est la distance séparant le spectateur de l'acteur ?

La formule liant la vitesse du son c, la distance parcourue par le son d et la durée écoulée t est :

c = \dfrac{d}{t}

On isole d, on obtient :

d = c \times t

On repère dans l'énoncé la vitesse du son et la durée écoulée et, le cas échéant, on la convertit afin qu'elle soit exprimée dans la même unité de temps que celle utilisée pour exprimer la vitesse du son.

Ici :

  • c = 340 m/s
  • t = 12{,}0 ms, soit : t = 12{,}0 \times 10^{-3} s

On effectue l'application numérique :

d = 340 \times 12{,}0 \times 10^{-3}

d = 4{,}08 m

La distance séparant le spectateur de l'acteur est de 4,08 m.

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Voir aussi
  • Cours : Les signaux sonores et leurs applications
  • Quiz : Les signaux sonores et leurs applications
  • Exercice : Savoir dans quels milieux un son peut se propager
  • Exercice : Calculer la vitesse du son dans différents milieux
  • Exercice : Utiliser un écho sonore pour mesurer une distance
  • Exercice : Prévoir la durée écoulée entre l'émission d'un son et la réception de son écho

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