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Activité documentaire

L'éclair et le tonnerre, à chacun sa vitesse

Compétence : Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral.
Un puissant flash lumineux, une détonation : la foudre n’est pas discrète ! Du fait de la vitesse très élevée de la lumière, l’éclair est perçu instantanément. Le son lui, est bien moins rapide. On évalue à quelle distance (en km) la foudre est tombée en comptant le nombre de secondes qui s’écoulent entre l’éclair et le tonnerre puis en divisant ce nombre par trois.
Doc. 1
Une astuce pour déterminer la distance d’un éclair.
De nuit, en juin 1822, le physicien Arago a procédé à la mesure de la vitesse du son dans l’air. Il s’est organisé pour chronométrer la durée séparant la perception de la lumière puis celle du son d’un coup de canon éloigné de 18 612 m. Répétée plusieurs fois, l’expérience donna une durée moyenne de 54,6 secondes.
D’après le sujet du bac S, « La nuit du 21 juin 1822 », sept. 2010.
Doc. 2
Mesure de la vitesse du son dans l’air.
  • 1
    . Une astuce pour déterminer la distance d’un éclair.
    4 questions associées
  • 2
    . Mesure de la vitesse du son dans l’air.
    5 questions associées
DYS

Une astuce pour déterminer la distance d’un éclair.

1
U
n puissant flash lumineux, une détonation : la foudre n’est pas discrète ! Du fait de la vitesse très élevée de la lumière, l’éclair est perçu instantanément. Le son lui, est bien moins rapide. On évalue à quelle distance (en km) la foudre est tombée en comptant le nombre de secondes qui s’écoulent entre l’éclair et le tonnerre puis en divisant ce nombre par trois.
DYS

Exercice 1

Question 1

DOCS 1, 2

Énoncé
À ton avis, quelle peut être la valeur approximative de la vitesse du son dans l’air ?

Question 2

DOC 2

Énoncé
À quelle distance le chronomètre se trouvait-il du canon, dans l’expérience d’Arago ?

Question 3

DOC 2

Énoncé
Quelle a été la durée de propagation du son du canon jusqu’au porteur du chronomètre ?

Question 4

DOCS 1, 2

Énoncé
Pour quelle raison considère-t-on que la lumière de l’éclair ou du canon est perçue instantanément ?

Question 5

Énoncé
Calcule en mètres la distance que parcourt le son en une seconde puis convertis-la en kilomètres. Ton hypothèse étaitelle exacte ?

Question 6

DOCS 1, 2

Énoncé
Pourrait-on reproduire l’expérience d’Arago sur la Lune, qui est dépourvue d’atmosphère ? Explique ta réponse.

Question 7

DOC 1

Énoncé
Montre que l’astuce présentée permet d’estimer la distance d’un orage.
Livre du professeur

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