Physique-Chimie 3e
Rejoignez la communauté !
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 7 - Sujet brevet

SOund NAvigation and Ranging (SONAR)

Introduction

Le SONAR est un appareil utilisant les propriétés du son pour détecter la présence d'objets sous-marins. Inventé durant la Première Guerre mondiale par les Français Paul Langevin et Constantin Chilowski, il est utilisé aussi bien par la marine de guerre que les pêcheurs ou les scientifiques.

Partie 1
Le SONAR : un émetteur d'ultrasons

Doc. 1
Domaines des sons audibles pour certaines espèces animales.

Domaines des sons audibles pour certaines espèces animales.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Le SONAR fonctionne sur le principe de l'émission d'une onde ultrasonore (50 kHz) et l'écoute de son écho sur les obstacles qu'elle peut rencontrer.
Questions
1. Exprime la fréquence du signal émis par le SONAR en Hz.

2. Ce son est-il audible par les êtres humains ? Justifie ta réponse.

3. Quels animaux peuvent être perturbés par le SONAR ? Justifie ta réponse.

Partie 2
Le SONAR : un récepteur d'ultrasons

Doc. 2
Partie de pêche.

Partie de pêche.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Le SONAR d'un bateau de pêche se situe à la position A. La profondeur du fond marin est de 1 000 m à cet endroit. Dans la position B, le SONAR mesure une durée de 0,04 s entre l'émission et la réception du signal sonore.

Doc. 3
Vitesses de propagation de différents signaux en fonction du milieu.

 LumièreSon
Air300 000 km/s340 m/s
Eau de mer225 000 km/s1 500 m/s
Vide300 000 km/s-
Questions
Les signaux émis par le SONAR se propagent dans l'eau et sont réfléchis par le fond marin. Ils sont ensuite captés par un récepteur. Un ordinateur mesure la durée entre l'émission et la réception du signal sonore. Cela permet de connaitre la distance entre le fond marin et le bateau.

1. Calcule la durée entre l'émission et la réception du signal sonore dans la position A.

2. Calcule la profondeur du fond marin à la position B.

Partie 3
RAdio Detection And Ranging : RADAR

Doc. 4
Spectre des ondes électromagnétiques.

Spectre des ondes électromagnétiques.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Doc. 5
La Station Spatiale Internationale (ISS).

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 5</stamp> La Station Spatiale Internationale (ISS).
Le zoom est accessible dans la version Premium.

L'ISS est en orbite autour de la Terre à 400 km d'altitude. Elle peut subir des avaries lors de la collision avec des débris spatiaux d'anciens satellites. Il est important de repérer à l'avance les collisions futures. Pour cela, on utilise un RADAR.

Doc. 6
L'ISS vue par le satellite RADAR allemand TerraSAR-X.

L'ISS vue par le satellite RADAR allemand TerraSAR-X.
Le zoom est accessible dans la version Premium.

Le satellite RADAR TerraSAR-X a survolé l'ISS le 13 mars 2008 et a pris ce cliché à une distance de 195 km. Son RADAR fonctionne à une fréquence de 9,65 GHz, soit 9,65 × 109 Hz.
Questions
Le RADAR est un système utilisant les ondes électromagnétiques pour détecter la présence, la position et la vitesse d'objets. Les ondes envoyées par l'émetteur sont réfléchies par la cible et récupérées par le récepteur situé au même endroit que l'émetteur.

1. Est-il possible d'utiliser un SONAR à ultrasons dans l'espace ? Justifie ta réponse.

2. Dans quel domaine du spectre des ondes électromagnétiques se trouve l'onde émise par le RADAR installé sur le satellite TerraSAR-X ?

3. Un débris sur une trajectoire de collision avec l'ISS est détecté par un écho sur le RADAR. L'impulsion revient une microseconde (1 μs = 10-6 s) après son départ. À quelle distance du satellite TerraSAR-X se trouve le débris ?

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
collaborateur

collaborateurYolène
collaborateurÉmilie
collaborateurJean-Paul
collaborateurFatima
collaborateurSarah

Premium activé


5
essais restants
Utilisation des cookies
Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.