L'Éclair et le Tonnerre : Le Voyage du Son
Pourquoi voit-on l'éclair avant d'entendre le tonnerre ?
Lors d'un orage, tu as sûrement remarqué que tu vois d'abord la lumière vive de l'éclair, et ce n'est que quelques secondes plus tard que tu entends le grondement du tonnerre. C'est parce que la lumière voyage beaucoup, beaucoup plus vite que le son ! Le son, bien qu'assez rapide, met un certain temps pour parcourir la distance entre l'endroit où l'orage se produit et tes oreilles. Connaître la vitesse du son nous permet de calculer ce temps, et même d'estimer à quelle distance se trouve l'orage.
L'Orage Approche
- La vitesse du son dans l'air est d'environ \(340 \, \text{mètres par seconde (m/s)}\).
- Tom estime que l'éclair s'est produit à une distance de \(1700 \, \text{mètres (m)}\) de lui.
Schéma : L'éclair et le son du tonnerre
Le son du tonnerre voyage depuis l'éclair jusqu'à Tom.
Questions à traiter
- Quelle est la distance (\(d\)) entre Tom et l'endroit où l'éclair s'est produit ?
- Quelle est la vitesse (\(v\)) du son dans l'air donnée dans l'exercice ?
- Rappelle la formule qui permet de calculer le temps (\(t\)) mis par le son pour parcourir une distance (\(d\)) à une certaine vitesse (\(v\)).
- Calcule le temps (\(t\)) que mettra le son du tonnerre pour arriver jusqu'aux oreilles de Tom. Donne ta réponse en secondes (s).
- Si Tom voit un autre éclair et qu'il entend le tonnerre \(10 \, \text{secondes}\) plus tard, à quelle distance se trouve cet autre orage ? (Utilise la même vitesse du son).
Correction : L'Éclair et le Tonnerre
Question 1 : Distance de l'éclair
Réponse :
D'après l'énoncé, la distance (\(d\)) entre Tom et l'endroit où l'éclair s'est produit est de \(1700 \, \text{m}\).
Question 2 : Vitesse du son
Réponse :
La vitesse (\(v\)) du son dans l'air donnée dans l'exercice est de \(340 \, \text{m/s}\).
Question 3 : Formule pour calculer le temps
Réponse :
La formule qui lie la vitesse (\(v\)), la distance (\(d\)) et le temps (\(t\)) est \(v = d/t\).
Pour calculer le temps (\(t\)), on réarrange la formule :
Question 4 : Calcul du temps de propagation du tonnerre
Données :
- Distance (\(d\)) : \(1700 \, \text{m}\)
- Vitesse du son (\(v\)) : \(340 \, \text{m/s}\)
Calcul :
Quiz Intermédiaire 1 : Si le son met \(3 \, \text{s}\) pour te parvenir et qu'il voyage à \(340 \, \text{m/s}\), à quelle distance l'événement sonore s'est-il produit ?
Question 5 : Distance d'un autre orage
Données :
- Temps (\(t_{\text{autre}}\)) : \(10 \, \text{s}\)
- Vitesse du son (\(v_{\text{son}}\)) : \(340 \, \text{m/s}\)
Calcul de la distance (d') :
On utilise la formule \(d = v \times t\).
Cet autre orage se trouve à \(3400 \, \text{m}\) de Tom (soit \(3,4 \, \text{km}\)).
Quiz Intermédiaire 2 : Plus un orage est lointain :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. La vitesse du son dans l'air est d'environ :
2. Si vous êtes à \(680 \, \text{m}\) d'un feu d'artifice, combien de temps après avoir vu l'explosion entendrez-vous le son (vitesse du son \(\approx 340 \, \text{m/s}\)) ?
3. La lumière voyage :
Glossaire
- Son
- Une vibration qui se déplace sous forme d'onde à travers un milieu (comme l'air) et que nos oreilles peuvent détecter.
- Propagation du son
- Le déplacement du son d'un endroit à un autre.
- Vitesse du son (\(v\))
- La rapidité avec laquelle le son se déplace. Dans l'air, elle est d'environ \(340\) mètres par seconde (\(340 \, \text{m/s}\)).
- Distance (d)
- La longueur du trajet parcouru par le son.
- Temps (t)
- La durée que met le son pour parcourir une certaine distance.
- Écho
- Un son qui est réfléchi par une surface (comme une montagne ou un mur) et qui revient à l'auditeur.
- Mètre par seconde (\(\text{m/s}\))
- L'unité de mesure de la vitesse. Elle indique combien de mètres sont parcourus en une seconde.
- Lumière
- Ce qui nous permet de voir. La lumière voyage beaucoup plus rapidement que le son (environ \(300 \, 000 \, 000 \, \text{m/s}\) dans le vide).
- Éclair
- Décharge électrique très lumineuse qui se produit pendant un orage.
- Tonnerre
- Le son produit par l'expansion rapide de l'air chauffé par un éclair.
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