Vrai ou faux : On peut entendre le train qui s'approche en écoutant les rails ? • Link Station

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MMac-LeodGuruNiveau 23 · PerchisteRéférenceur Assidu

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[JE ME CULTIVE] Vrai ou faux : On peut entendre le train qui s'approche en écoutant les rails ? Ancien message

16-06-2006 14:06

Tous ceux qui lisent Lucky Luke ont en tête l'image des indiens collant leur oreille sur les rails pour vérifier si un train est bien en train d'arriver. Est-ce que ceci marche vraiment ?

Pour une fois, une idée reçue qui est… vraie. Si les indiens utilisaient cette méthode, c'est parce que le son se propage beaucoup plus vite dans le métal que dans l'air.

Les pionniers de la mesure du son
Les premières expériences pour mesurer la vitesse du son ont eu lieu en 1722. Deux groupes d'une commission de l'Académie des Sciences se sont placés sur des hauteurs éloignées de 19 km l'une de l'autre. Un coup de canon était tiré, et ils ont ainsi pu mesurer l'intervalle entre le moment où ils voyaient le coup partir et celui où ils percevaient la détonation. Ils ont trouvé à peu près 55 secondes, soit une vitesse de 340 m/seconde. Pas mal pour les moyens de l'époque ! Le physicien Français Victor Regnault a mis en évidence l'influence de la température un peu plus tard. Il installa entre 1860 et 1870 des tubes de 4900 m de long dans les égouts de Paris. Il mesura une variation de vitesse d'environ 0,6 m/s par degré.

Densité et température
Comme la lumière, on pourrait penser que le son va plus vite dans le vide que dans l'air ou dans l'eau. En fait,c'est tout le contraire. Pour se propager, le son utilise des ondes acoustiques, c'est-à-dire des petites variations de pression du milieu dans lequel il se trouve. Les molécules de ce milieu s'entrechoquent, diffusant ainsi le son.

Plus les molécules sont rapprochées, plus elles pourront propager le son rapidement. C'est donc la densité du milieu qui influe sur la vitesse (la densité est le nombre de molécules par unité de volume). Dans un gaz, il y a par exemple beaucoup moins de molécules que dans un solide.

VITESSE DU SON DANS DIFFERENTS MATERIAUX (en m/s)
Dioxyde de carbone 259
Oxygène 316
Air sec à 0°C 331
Air sec à 20°C 343
Vapeur d'eau 494
Alcool 1200
Plomb 1250
Eau 1430
Eau de mer 1530
Platre 2400
Béton 3100
Bois 3300
Or 3240
Os 4080
Acier 5000
Fer 5950
Aluminium 6420
Diamant 20 000

De même, plus un corps est chaud, moins il est dense. Résultat : dans l'air froid (0°C), le son se déplace à seulement 331 m/seconde (1200 km/h), mais à 343 m/seconde dans l'air chaud (20°C°).

Sous l'eau, le son est 4,5 fois plus rapide, et il atteint un record dans le diamant, où sa vitesse peut atteindre 20 000 m/s ! Le diamant possède en effet une structure très homogène, qui favorise la propagation du son.

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