Un promeneur voit un éclair et entend le tonnerre s plus tard

Exercice d'entraînement · niveau 2 · physique (première), chapitre 7 — Ondes mécaniques · Retards, échos et distances

Énoncé

Un promeneur voit un éclair et entend le tonnerre $8, 5$ s plus tard.

Calculer la distance de l'orage.
Comparer à la règle du promeneur, « trois secondes par kilomètre ».
Justifier qu'on néglige la durée du trajet de la lumière ( $c_{lum} = 3, 00 \times 1 0^{8} m / s$ ).

Corrigé

1. $d = c Δ t = 340 \times 8, 5 = 2, 9 \times 1 0^{3}$ m $= 2, 9$ km.

2. La règle donne $8, 5/3 = 2, 8$ km : $2 %$ d'écart seulement. Elle revient à arrondir $340$ à $333 m / s$ — largement suffisant pour un orage.

3. La lumière met $\frac{2 890}{3 , 00 \times 1 0 ^{8}} = 9, 6 \times 1 0^{- 6}$ s, soit dix microsecondes : totalement négligeable devant les $8, 5$ s mesurées. L'éclair marque donc l'instant de l'événement.

Contrôle : un million de fois plus rapide que le son — l'approximation « lumière instantanée » est ici hors de portée de toute mesure au chronomètre.

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