Université d'Angers
	DEUG STU2 – ST41 2001-2002	PHYSIQUE - TD 3
	S. Chaussedent	Effet Doppler

Exercice I

Un objet mobile M émet un signal sonore de période T en se déplaçant sur une droite d'équation y= l à la vitesse v. On notera c la vitesse de l'onde sonore. A l'instant t, l'angle

est noté q(t) et supposé varier peu pendant une période.

1. Avec quelle période T' le signal sonore est-il perçu par un observateur immobile à l'origine du repère : lorsque M s'éloigne ? lorsque M se rapproche ? Que se passe-t-il lorsque q = p/2 ?

2. On pose l=0. A quelle vitesse doit rouler une ambulance dont la sirène émet les notes Sol-La pour que l'oreille perçoive La-Si ?

Exercice II

On considère à présent que l'objet mobile M est un avion en vol supersonique à la vitesse v constante, se déplaçant suivant la droite d'équation y= l. Le bruit émis par l'avion à l'instant t est perçu par l'observateur, immobile à l'origine, à l'instant t'. t' étant fonction de t, on pose t' = f(t). A l'instant t=0, l'avion coupe l'axe Oy (point de coordonnées (0,l)).

1. Expliquer pourquoi le son perçu par l'observateur est très intense (le BANG!) si .

2. Expliciter la fonction t' = f(t) et en tracer un graphe approximatif.

Exprimer :

ðl'instant t'₀ auquel l'observateur perçoit le bang.

ðl'instant t₀ auquel l'avion a émis le son perçu à t'₀.

ðla position de l'avion à l'instant t₀.

ðla position de l'avion à l'instant où l'observateur perçoit le bang.

Application numérique : l = 2000 m, v = 500 m.s^-1 et c = 340 m.s^-1.

3. L'observateur entend-il l'avion avant d'entendre le bang ? Déterminer t en fonction de t'₀ et t'. Quelle est la durée d'émission t du son perçu entre t'₀ et t'= t'₀ + 0,1 s ?