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

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.

C'est contradictoire : si plus un matériau est dense, plus il propage le son vite, le son devrait aller plus vite dans l'air froid (plus dense) que dans l'air chaud (moins dense).

Là, je ne comprends plus...

Hi,

Généralement, tes trucs "je me cultive" sont plutôt corrects, mais là, il y a une belle erreur:
On entend le train via les rails, car le son étant guidé par les rails, il s'y propage plus loin que dans l'air, l'atténuation en raison inverse du carré de la distance ne jouant plus.
Il ne s'agit pas de vitesse de propagation, qui jouerait tout au plus sur quelques secondes.


Il serait sans doute utile d'ajouter que le son ne se propage pas du tout dans le vide, il ne peut y exister.

Et au lieu de dire


Il serait plus précis de dire


Et encore : je suis d'accord avec la remarque de wlad93, ce qui m'amène à jouter:
La vitesse du son dans un gaz dépend également de la pression (on retrouve la notion "Plus les molécules sont rapprochées..."), il est nécessaire de la préciser (par défaut, j'imagine = pression atmosphérique normale ?)

Merci pour ces précisions les gars !!

Soit c'est un montage, soit le type n'a pas compris le coût de la vie...

dans l'air chaud les molecules "bougent" plus vite de maniere naturelle, ce n'est plus une question de densité, il y a un sacré melange la

Les molécules ont un mouvement propre plus important, certes (mouvement brownien). C'est pour cela que statistiquement, donc à échelle humaine, elles prennent plus de place. La densité d'un gaz chauffé diminue donc, car moins de matière par unité de volume.

C'est cette différence de densité qui est à l'origine des courants marins, et aériens...

Et parfois même avec de l'air,il a du mal à se propager

La chambre anéchoïde pour l'acoustique



Cette salle sert de moyen de contrôle des rayonnements éléctromagnétiques et des ondes sonores. La chambre anéchoïde, ou chambre sourde, est tapissée du sol au plafond de telle manière qu'aucun bruit extérieur ou écho ne puissent venir perturber les mesures visant à évaluer les niveaux sonores générés par le véhicule.

Essayer de discuter avec quelqu'un là-dedans,c'est pas simple

Ahhh si on commence à entrer dans les détails, certes, le rail est un media grossièrement à 1 dimension, mais il est fixé au sol sur les traverses et posé sur le ballast...
Je ne suis pas du tout sûr que les pertes par atténuation soient moindres que dans un milieu libre.

A associer avec le [JE ME CULTIVE] pourquoi l'acier glacé colle ?

Evitez de tester en hivers, sous peine d'y laisser une oreille au minimum...

Sinon, je suis d'accord avec dd150 : c'est pas tellement la question de la vitesse de propagation, mais plutot une question de dispersion qui fait qu'on entend le train de plus loin...

... C'est une chambre de torture automobile ce truc ???

Heureusement que

bon béh moi je croyais que les indiens collaient leur oreilles sur le sol...

Oki c'est par là je sais...

Hi,

Ça marche aussi (hum, certainement moins efficace que les rails pour écouter pour les trains)