Co-construisez les ressources dont vous avez besoin et partagez votre expertise pédagogique.
Dossier Brevet
Thème 1 : Organisation et transformations de la matière
Ch. 1
De l'Univers aux atomes
Ch. 2
Les ions dans notre quotidien
Ch. 3
Quand les acides et les bases réagissent
Ch. 4
La masse volumique
Thème 2 : Mouvement et interactions
Ch. 5
Vitesse et mouvement
Ch. 6
Les forces
Ch. 7
Le poids
Thème 3 : L'énergie et ses conversions
Ch. 8
La conservation de l'énergie
Ch. 9
Résistance et loi d'Ohm
Ch. 10
Puissance et énergie en électricité
Thème 4 : Des signaux pour observer et communiquer
Ch. 11
Des signaux au-delà de la perception humaine
Brevet
Sujet 8 - Sujet guidé
L'effet Doppler-Fizeau
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Introduction
En 1842, Christian Doppler montre que la fréquence du son reçu change lorsque l'émetteur s'éloigne (ou s'approche) du récepteur. En 1848, c'est au tour d'Hippolyte Fizeau de mettre en évidence le même phénomène dans le cas de la lumière. On appelle donc ce phénomène l'effet Doppler-Fizeau. Cet effet a de multiples applications : radars de contrôle routier, météorologie, imagerie médicale, etc.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Partie 1
Approche d'un camion de pompiers : vitesses de propagation
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Doc. 1
Véhicule d'intervention des pompiers.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Un camion de pompiers se rapproche d'un observateur. Ils sont distants de 1 km. Le camion met 30 s pour l'atteindre.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Aide à la résolution
1. Quelle est la relation entre la vitesse, la distance et la durée ? Aide-toi de l'unité de la vitesse. 2. Rappel : 1 h = 60 min = 3 600 s. 3. Attention en utilisant la formule, détermine bien quelle grandeur physique on souhaite calculer.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Questions
1. Calcule la vitesse du camion de pompiers en m/s et km/h.
2. Quelle durée faudra-t-il au son de la sirène pour atteindre l'observateur ? On considérera que la vitesse de propagation du son dans ces conditions est Vson = 340 m/s.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Partie 2
Approche du camion de pompiers : effet Doppler-Fizeau
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Doc. 2
L'effet Doppler-Fizeau.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
L'effet Doppler-Fizeau se produit lors de l'émission d'un son par un objet en déplacement. Le son perçu aura une fréquence différente du son émis à cause du déplacement de la source. Lorsqu'un camion de pompiers se rapproche d'un observateur, le son de la sirène du camion devra parcourir une distance d1 pour parvenir à l'observateur. Quelques instants plus tard, le camion se déplaçant, le son de la sirène devra parcourir une distance d2 plus petite que d1. L'effet Doppler a lieu également lorsque le camion de pompiers s'éloigne.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Doc. 3
Avertisseurs sonores des véhicules d'urgence.
Les sirènes des véhicules prioritaires sont des avertisseurs sonores à deux tons, c'est-à-dire que deux notes de hauteurs différentes sont jouées par la sirène. Les notes varient en fonction du véhicule : police (ré-la), gendarmerie (ré-si), SAMU (fa-la) et les pompiers (si (488 Hz) et la (435 Hz)). La hauteur d'un son correspond à sa fréquence mesurée en hertz. Plus la fréquence du son est grande, plus le son est aigu. Plus elle est petite, plus le son est grave.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Doc. 4
Évolution de la fréquence perçue de la sirène en fonction de la vitesse du véhicule lorsque le camion de pompiers se rapproche.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Doc. 5
Évolution de la fréquence perçue de la sirène en fonction de la vitesse du véhicule lorsque le camion de pompiers s'éloigne.
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Aide à la résolution
1. Bien lire les documents est essentiel pour choisir la bonne information et ne pas te tromper. Les titres des graphiques sont aussi importants. 2. La lecture des coordonnées d'un point de la courbe permet d'associer la vitesse du véhicule à la fréquence perçue. Il faut bien distinguer le cas de lecture (approche ou éloignement du camion) et travailler avec la courbe correspondante. 3. Dans l'introduction du sujet, il est précisé que les ondes électromagnétiques sont également sujettes à l'effet Doppler-Fizeau. Il existe donc des documents similaires aux doc 4 et 5 pour les ondes électromagnétiques.
Ce document est actuellement projeté sur le côté de votre écran.
Questions
L'effet Doppler-Fizeau peut être observé lorsqu'un camion de pompiers passe à proximité de nous, sirène hurlante.
1. Comment la fréquence d'un son évolue-t-elle lorsqu'un camion de pompiers se rapproche de l'observateur ?
2. Le son perçu est-il plus aigu ou plus grave que le son émis ?
3. Indique la fréquence des sons (1er ton et 2e ton) perçus par un observateur voyant approcher un camion de pompiers à 120 km/h.
4. Les radars de contrôle routier utilisent des ondes électromagnétiques. Au moment où une onde électromagnétique est réfléchie par un véhicule, on peut considérer ce dernier comme une source d'onde électromagnétique. Explique sans calculs mais en t'appuyant sur les documents disponibles comment la vitesse du véhicule par rapport au radar peut être connue.
Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?
Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.
Oups, une coquille
j'ai une idée !
Nous préparons votre pageNous vous offrons 5 essais
Yolène
Émilie
Jean-Paul
Fatima
Sarah
Utilisation des cookies
Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.