Page d'Accueil | Vendredi 24 Octobre 2014 | Dernière mise à jour le: Dimanche 8 Mai 2005

     
 
Introduction
I.Caractéristiques
II.Déplacement du son
III.Comportement du son
Conclusion
 
     

     
 
II. Déplacement du son
Accueil
La propagation du son
La vitesse du son
Le mur du son
 
     

La vitesse du son (ou vélocité du son)

La vélocité du son varie suivant le milieu dans lequel il se propage.
Le principal facteur de la variation est la densité de ce milieu : dans un gaz, sa vitesse est plus faible que dans un liquide. Par exemple, le son se propage approximativement à 343 m.s-1 dans l'air (1235 km.h-1), et à 1500 m.s-1 dans l'eau.

La mesure de la vitesse de propagation du son permet notamment de déterminer la qualité d'un béton, car une propagation plus rapide signifie que le béton contient peu de bulles d'air (la vitesse du son dans le béton est beaucoup plus élevée que dans l'air).

La célérité du son c est la vitesse à laquelle se propagent les ondes acoustiques dans un milieu donné (habituellement l'air). C'est la vitesse de propagation des ondes acoustiques, à ne pas confondre avec la vitesse v du fluide. La vitesse du son est égale à la longueur de l'onde multiplié par la fréquence de l'onde. Sa formule est donc : (c pour célérité)


où lambda est la longueur d'onde et f la fréquence de l'onde.
L'unité du système international est le mètre par seconde.

La vitesse du son dans les principaux milieux

-Vitesse du son dans un corps solide
La vitesse du son dans un solide dépend de la densité p et du module d'élasticité E et se calcule ainsi :



-Vitesse du son dans un liquide
La vitesse du son dans un liquide est une fonction de la densité p et du coefficient de compressibilité K et se calcule ainsi :



-Vitesse du son dans un gaz parfait
La vitesse du son dans un gaz parfait est fonction du coefficient isentropique ? (kappa), de la densité ? ainsi que de la pression p du gaz, et se calcule ainsi :



La vitesse du son peut être aussi calculée à l'aide de l'équation d'état, du coefficient adiabatique kappa, de la constante spécifique du gaz R et de la température T (K en Kelvin).
Avec pour l'air : kappa = 1.4, Rs = 287 J/kg/K
Le coefficient adiabatique kappa dépend peu de la température T, la constante R est une grandeur indépendante de la température. Ainsi, la vitesse du son dans les gaz dépend de la racine carrée de la température en Kelvin. Cependant, la célérité du son peut être approchée par la linéarisation suivante :



où (thêta) est la température en degrés ; . Cette formule approchée permet d'obtenir de -20°C bis +40°C une erreur inférieure à 0,2%.

A savoir que l'humidité de l'air influe peu.

Exemples de vitesses du son pour différents matériaux

Le tableau suivant donne quelques exemples pour quelques matériaux à une température de 20°C.
Matériaux Célérité du son
en (m/s)
Air 343
Eau 1480
Glace 3200
Verre 5300
Plomb 1200
PVC (mou) 80
PVC (dur) 1700
Béton 3100
Hêtre 3300



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Le mur du son


Mike Fox Météo
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