Physique Effet Doppler Chap.3 - Bougaud-free

Physique
Thème : Observer
TP n°
Effet Doppler
Chap.3
I. Excès de vitesse ?
1. Données nécessaires liées au phénomène d’effet Doppler
• Par approximation, la formule reliant la vitesse du véhicule aux fréquence d’approche et fréquence
(f
-f
)
d’éloignement est : vsource = Vson × approch éloign
(fapproch + féloign)
• La fréquence féloignement ou fapproche peut correspondre à la fondamentale ou bien aux harmoniques.
• Des élèves, au bord de la route, ont enregistré l’émission sonore du klaxon d’une voiture qui roule à vitesse
constante en ville.
• A l’aide de ce document sonore, déterminer si le conducteur peut être sanctionné pour excès de vitesse.
2. Traitement du signal sonore
• Ouvrir Regressi. Ouvrir le fichier dans le répertoire de la classe : P03_Son_Voiture_doppler.wav
• Cliquer sur Fourier pour faire le traitement de Fourier du signal en entier
• Cliquer sur l’icône Temps pour visualiser le signal et sa transformée de Fourier
• Sélectionner une partie du signal puis zoomer sur le spectre d’approche en utilisant l’outil Loupe
• L’écran doit être semblable à celui ci-dessous
3
1
2
4
5
• Vous rechercherez la fréquence d’approche fapproch pour les signaux notés 1, 2, 3, 4 et 5 à l’aide du
curseur Réticule puis compléter le tableau ci-dessous.
• Sélectionner une partie du son d’éloignement et rechercher la fréquence d’éloignement féloign pour les signaux
notés 1, 2, 3, 4 et 5 puis compléter le tableau ci-dessous.
3. Calcul de la vitesse du véhicule
(f
-f
)
• Par approximation : v = Vson × approch éloign avec Vson = 440 m.s-1. Terminer de compléter le tableau
(fapproch + féloign)
Signal
1
fapproch (Hz)
féloign (Hz)
v (m.s-1)
v(km.h-1)
écart relatif (%)
2
3
4
5
4. Etre Critique
La vitesse affichée au compteur est environ de 70 km.h-1 (compteur à aiguille)
La fréquence du klaxon pour la voiture à l’arrêt est de 508 Hz
4.1. Les signaux détectés sont-ils tous ceux du klaxon ? Justifier votre réponse.
4.2. A quoi peut correspondre la fréquence d’environ 120 Hz ?
4.3. Si le conducteur roule en agglomération, est-il en excès de vitesse ? Si oui, quel sera le nombre de points
enlevés sur son permis ?
19/10/12
P03_Effet_Doppler.doc
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