On cherche à déterminer la vitesse du son. Pour cela, on effectue une expérience d'écho. Un émetteur/récepteur est placé à une distance de 150 cm d'un obstacle. Cette émetteur/récepteur est relié à un capteur numérique permettant de mesurer la durée entre l'émission et la réception de l'onde sonore. On allume le dispositif et le capteur indique 8,30 ms.
Quelle est la distance d, en mètres, entre l'émetteur et l'obstacle ?
Il faut convertir la distance en mètres :
150\text{ cm}=1{,}50\text{ m}
La distance entre l'émetteur et l'obstacle est de 1,50 m.
Quelle est la distance, en mètres, parcourue par l'onde sonore entre l'émetteur et le récepteur ?
L'onde sonore effectue un aller-retour entre l'émetteur et l'obstacle.
La distance parcourue par l'onde sonore entre l'émetteur et le récepteur est deux fois la distance entre l'émetteur et l'obstacle :
2 \times d= 2 \times 1{,}50=3{,}00\text{ m}
La distance parcourue par l'onde entre l'émetteur et le récepteur est de 3,00 m.
Quelle est la durée, en secondes, entre l'émission et la réception de l'onde ?
Il faut convertir la durée en secondes :
8{,}30\text{ ms}=8{,}30.10^{-3} \text{ s}
La durée est de 8{,}30.10^{-3} \text{ s}.
Quelle est la vitesse du son d'après cette expérience ?
La relation permettant de calculer une vitesse est :
v=\dfrac{2\times d}{\Delta t}
D'où l'application numérique :
v=\dfrac{2 \times 1{,}50}{8{,}30.10^{-3}}
v=361\text{ m/s}
D'après cette expérience, la vitesse du son est de 361 m/s.