TPE, quels sont les effets du passage du mur du son par un corps dans différents milieux ?

[pic 1]

Thème spécifique : Matière et forme

Axe de recherche : Mouvement de la matière et forme

Problématique : Quels sont les effets du passage du mur du son par un corps dans différents milieux ?    

Article 2605                    

Expression imaginée par les aviateurs, le « mur du son » est atteint pour la première fois en 1947 par Charles Yeager (américain). On l’appelle ainsi car à la fin de la deuxième Guerre Mondiale, lorsqu’un avion approchait les 1200 km/h, il vibrait dangereusement, les commandes répondaient mal et, devenant incontrôlable, comme s’il y avait un mur, parfois il se disloquait.

En effet, lorsqu’un avion vole, il comprime l’air autour de lui, il émet des ondes sonores. Mais lorsqu’il atteint la vitesse du son, l’air est beaucoup plus comprimé et produit une onde de choc.

Au XXème siècle, les avions se disloquaient car ils volaient à la vitesse du son, or les aviateurs n’avaient aucune idée de ce qu’il se passait. Aujourd’hui, nous savons que faire pour éviter cela, c’est-à-dire qu’il faut que l’avion vole au-dessus (ou en-dessous) de Mach (Mach étant la vitesse du son).

Propriétés : On note v la vitesse du mobile et 1 la vitesse du son dans le milieu dans lequel le mobile progresse.

• Si v<1, on dit que la vitesse du mobile est subsonique (nombre de Mach < Mach critique)
• Si v ≈1, on dit que la vitesse du mobile est transsonique (nombre de Mach <1 = Mach critique)
• Si v>1, on dit que la vitesse du mobile est supersonique (nombre de Mach > Mach 1
• Si v>> 1, on dit que la vitesse du mobile est hypersonique (nombre de Mach ≥ Mach 5)

Dans cet article, nous verrons que la valeur du mur du son peut varier en fonction du milieu où il est atteint, de la même manière que la vitesse du son varie en fonction du milieu où l’onde sonore se propage. Nous étudierons alors les effets que le passage du mur du son peut avoir sur un corps en fonction du milieu où ce corps progresse.

[pic 2][pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

...