À quelle distance est tombée la foudre

Exercice de TD · niveau 2 · physique (seconde), chapitre 4 — Signaux Sonores · Propagation du son : milieu, écho et sonar

Énoncé

Lors d'un orage, un observateur voit un éclair, puis entend le tonnerre $6, 0 s$ plus tard. On donne $v_{air} = 340 m \cdot s^{- 1}$ et la vitesse de la lumière dans l'air $c \approx 3, 0 \times 1 0^{8} m \cdot s^{- 1}$ . 1. Expliquer pourquoi la perception visuelle et la perception auditive sont décalées. 2. Calculer la distance à laquelle la foudre est tombée. 3. Justifier que l'on puisse négliger la durée de propagation de la lumière.

Corrigé

1. La lumière de l'éclair parcourt la distance quasi instantanément, alors que le son, un million de fois plus lent, met un temps appréciable à parvenir à l'observateur. 2. $d = v_{air} \times t = 340 \times 6, 0 = 2040 m \approx 2, 0 km$ . 3. Pour la lumière, $t_{lum} = \frac{2040}{3 , 0 \times 1 0 ^{8}} \approx 6, 8 \times 1 0^{- 6} s$ : quelques microsecondes, totalement négligeables devant les $6, 0 s$ mesurées.

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