Voici le corrigé du TP sur la propagation du son : des résultats types, la courbe tracée, les réponses aux questions et un compte rendu modèle. Tes durées peuvent différer d’un dixième de seconde sans que ce soit grave.
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Résultats types : corrigé du TP propagation
| d (m) | Durée de 10 allers-retours (s) | t (s) | 2d (m) | v = 2d ÷ t (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 51 | 3,1 | 0,31 | 102 | 329 |
| 85 | 5,0 | 0,50 | 170 | 340 |
| 119 | 6,9 | 0,69 | 238 | 345 |
Réponses aux questions
- Le chronomètre à la main a une incertitude d’environ 0,2 s ; sur 10 allers-retours, cette erreur est répartie sur 10 trajets, donc beaucoup moins gênante que sur un seul.
- Le son va jusqu’au mur et en revient : la distance parcourue est le double de la distance mesurée.
- 51 m : v = 102 ÷ 0,31 ≈ 329 m/s ; 85 m : v = 170 ÷ 0,50 = 340 m/s ; 119 m : v = 238 ÷ 0,69 ≈ 345 m/s.
- Une droite passant par l’origine : la distance est proportionnelle à la durée, et le rapport (la pente) est la vitesse du son.
- Moyenne : (329 + 340 + 345) ÷ 3 ≈ 338 m/s, soit environ 0,6 % d’écart avec 340 m/s : excellent accord.
- Réaction à l’écho, imprécision du chronomètre, mesure de la distance, vent ou bruits parasites.
- Un mur dur et lisse réfléchit bien le son. À moins de 17 m, l’écho revient en moins de 0,1 s et l’oreille ne le distingue plus du claquement.
Conclusion et compte rendu modèle
Nous avons mesuré la vitesse du son dans l’air avec l’écho d’un mur placé à 51 m, 85 m et 119 m. Pour chaque distance, nous avons synchronisé dix claquements avec les échos successifs et mesuré la durée totale avec un chronomètre. La durée d’un aller-retour est 0,31 s, 0,50 s et 0,69 s. La distance parcourue est 2d, soit 102 m, 170 m et 238 m, car le son fait l’aller et le retour. Nous avons obtenu des vitesses de 329, 340 et 345 m/s, soit une moyenne de 338 m/s. Le graphique de 2d en fonction de t est une droite qui passe par l’origine : la distance parcourue par le son est proportionnelle à la durée, et la pente de la droite est la vitesse du son, environ 340 m/s. Cette valeur est conforme à la valeur attendue dans l’air à 20 °C. Les erreurs viennent surtout du chronomètre manuel et de la mesure des distances.
Erreurs fréquentes en TP
- Oublier de doubler la distance : utiliser d au lieu de 2d fait trouver environ 170 m/s.
- Chronométrer un seul aller-retour, avec une incertitude trop grande.
- Se placer trop près du mur : l’écho se confond avec le claquement.
- Choisir un mur irrégulier ou entouré d’arbres, qui absorbe ou disperse le son.
- Oublier l’unité (m, s, m/s) dans le tableau.