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La foudre et le tonnerre

Par temps orageux, il est possible d'observer un éclair s'abattre au loin et d'entendre quelques secondes plus tard
le tonnerre.

• Déterminer le décalage temporel At entre la perception
visuelle de l'éclair et la perception sonore du tonnerre pour
un impact de foudre ayant lieu à 3 km.

pouvez-vous m’aider svp?

Sagot :

Réponse :

Bonjour à toi,

QUESTION ①)

La lumière et le son sont tous deux des ondes mais leur nature est différente. La lumière est une onde électromagnétique qui n'a pas besoin de support matériel pour se déplacer, à la grande différence des ondes mécaniques comme le son. La lumière se déplace extrêmement vite, c'est la vitesse maximale qui ne sera jamais dépassée par un corps, elle se déplace à environ 3,0 x 10⁵ km/s dans l'air. Le son en revanche se déplace nettement plus lentement dans l'air à près de 0,340 km/s . Par déduction, un observateur recevra d'abord la perception visuelle de l'éclair et recevra ensuite la perception sonore du tonnerre, soit :

✔On donne  : v = d/t ⇔ t = d/V ; avec v en km/s, d en km et t en s

  • t1 = 3,0/3,0 x 10⁵
  • t1 = 1,0 x 10⁻⁵ s

On en déduit que la perception visuelle parvient à l'observateur 10µs après l'impact de la foudre.

✔On donne  : v = d/t ⇔ t = d/V ; avec v en km/s, d en km et t en s

  • t2 = 3,00/0,320
  • t2 = 150/17 s
  • t2 ≈ 8,82 s

On en déduit que la perception sonore parvient à l'observateur 8,82 s après l'impact de la foudre.

  • At = ||t1 - t2|| = ||1,0 x 10⁻⁵ - 8,82|| ≈ 8.82

Le décalage temporel est donc près de 8,82 s. Il est très proche de t2, effectivement sur cette courte distance la lumière peut être considérée comme instantanée. t1 tendant donc vers 0 At se rapproche sensiblement de l'intervalle de temps entre l'impact de la foudre et la réception de son.

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