TPE
Le son
Peut-on voir un son?
TPE réalisé par Nicolas, Amaury et Martin
1èreS2 2013/2014
La Providence, Amiens
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2- Le mur du son dans l'eau.
a) De la cavitation...
Dans tous les esprits, le mur du son est associé à l'air, aux avions et aux fusées mais il est aussi franchissable dans la mer.
Le son se déplace plus de quatre fois plus vite dans l'eau que dans l'air: sous l'eau, le son va à une vitesse de 1500 m/s, soit près de 5400 km/h. Pour franchir le mur du son, il faut donc aller plus vite, mais c'est aussi plus dur car l'eau est 1000 fois plus dense que l'air !
A cela s'ajoute un phénomène que les scientifiques ont mit longtemps avant de réussir à le contrer, la cavitation. D'après le principe de Bernoulli, tout objet en vitesse entraine une dépression dans le fluide dans lequel il évolue, et c'est dans une condition dépression que la cavitation se forme. Donc lorsque l'appareil va vite, il y a cavitation. La cavitation se caractérisent par l'apparition de petites bulles de vapeur (cavités) qui se forment et implosent en quelques millisecondes car la pression redevenu normale les écrase.
Cependant, en implosant, ces petites causes des dégâts aux appareils les détruisant de plus en plus que la vitesse augmente.
b) A la supercavitation
Plus un engin va vite, plus il subit la cavitation, le défi des scientifiques fut donc d'atteindre des grandes vitesses en évitant la cavitation, ce qui donna naissance à la supercavitation. Par principe la supercavitaton consiste a crée une bulle protectrice autour de l'appareil qui le protégera de la cavitation. L’appareil crée cette bulle protectrice seulement si son nez peut créé une cavitation et si l'appareil va assez vite pour qu'elle se répande, soit 50m/s minimum.
En 1997, les Américains réussiessent à franchir sous l'eau le mur du son, mais avec une balle tiré depuis un canon sous marin. Le franchissement du mur du son n'a pour l'instant, pas encore était franchi avec un appareil motorisé.
Nous pouvons voir sur le diagramme, que lorsque la pression diminue ( à cause de la vitesse ), l'eau se vaporise et forme les cavités.
La cavitation a des effets destructeurs sur les hélices des bateaux par exemple.
La bulle de supercavitation qui entoure et protège l'engin sous marin