Correction exercice : Les sons chez les dauphins
A. GENERALITES SUR LES SONS A.1. Définition d'une onde mécanique On appelle onde mécanique le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu matériel (élastique), sans transport de matière, mais avec transport d'énergie. A.2.a. Nature de l'onde

TS

Les compressions-détentes des ressorts sont horizontales comme les déplacements des chariots de part et d'autre de leurs positions d'équilibre : l'onde est longitudinale. Une onde sonore est longitudinale car la direction de propagation de la perturbation est la même que la direction de la déformation du milieu. A.2.b. Propriété du milieu modélisée par le ressort et célérité d'une onde La célérité d'une onde sonore dépend de la rigidité du milieu de propagation. Une onde mécanique se propage plus rapidement dans les solides que dans les liquides et que dans les gaz (voir exercice n°29 page 35 du livre Bordasphysique). Dans la modélisation, la constante de raideur k du ressort modélise cette propriété du milieu : le milieu est d'autant plus rigide que la valeur de la raideur est élevée (cette propriété sera vue ultérieurement lors de l'étude de l'oscillateur mécanique). A.2.b. Propriété du milieu modélisée par la masse d'un chariot et célérité d'une onde La célérité d'une onde dépend de l'inertie du milieu de propagation. Une onde mécanique se propage d'autant plus rapidement que l'inertie du milieu de propagation est plus faible. Dans la modélisation, la masse m d'un chariot modélise cette propriété du milieu : l'inertie du milieu est d'autant plus grande que la masse est élevée (cette propriété sera vue ultérieurement lors de l'étude de l'oscillateur mécanique). . B. LE BIOSONAR DES DAUPHINS : ECHOLOCALISATION B.1. Domaine des fréquences des ultrasons A connaître : infrasons (IS)
20

domaine des sons audibles
20 000

ultrasons (US) f (Hz)

Les fréquences des ultrasons se situent au-delà de 20000 Hz = 20 kHz B.2.a. Fréquence des ondes