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résolu

Salut tout le monde, j'ai du mal à faire cet exercice. Pouvez-vous m'aider SVP ? Merci d'avance.
Les ondes sonores. Pour se diriger dans son environnement, le dauphin utilise l’écholocation, un principe similaire à celui du sonar : il émet des ondes sonores à différentes fréquences, et détecte leur écho après leur réflexion par un obstacle ; son cerveau analyse les signaux reçus et donne une image du panorama et des objets qui l’entourent.

1- Un dauphin peut émettre des sons dont la fréquence vaut 100 kHz : à quel domaine d’ondes sonores appartiennent-ils ? Ces sons sont-ils audibles par l’oreille humaine ? Justifie.
2- Ce système permet aussi au dauphin de repérer une proie ; le son fait un aller-retour entre l’émetteur-récepteur du dauphin, et se propage dans l’eau de mer à la vitesse de 1 500 m.s-1.
a) Calcule la distance à laquelle se trouve la proie lorsque le dauphin détecte l’écho d’un signal 18 ms après son émission.
b) Calcule le temps entre l’émission et la réception du signal par le dauphin lorsque la proie se situe à 45 m de lui.
3- La vitesse du son est-elle plus élevée dans l’eau ou dans l’air ? Justifie ta réponse.

Répondre :

Bonjour,

1- Ces ondes sont des ultrasons. Elles ne sont pas audibles par l'oreille humaine car celle-ci est insensible à des fréquences au-delà de 20kHz.

2a- Le signal effectue un aller simple en 9ms. Par conséquent la proie se situe à une distance [tex]d=9\cdot 10^{-3}*1500=13,5\mathrm{m}[/tex] du dauphin.

2b- Le signal effectue un aller simple en un temps [tex]t=\frac{45}{1500}=0,03\mathrm{s}=30\mathrm{ms}[/tex]. Par conséquent il effectue l'aller-retour en 60ms.

3- La vitesse du son est plus élevée dans l'eau (1500m/s) que dans l'air (340m/s).

L'explication n'est pas évidente au niveau collège/lycée. En fait, l'idée est que le son circule plus rapidement dans un milieu moins compressible. Or l'air est un gaz donc est facilement compressible, contrairement à l'eau qui est un liquide.

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