Calculateur de vitesse du son et de longueur d’onde
Vitesse du son dans l’air selon température (v = √(γRT/M)), longueur d’onde, durée de propagation et écho. Utile pour la distance d’un éclair.
Vitesse du son dans l’air
Le son est une onde de pression dont la vitesse dépend de la température. Pour l’air sec parfait :
v = √(γ × R × T / M)
γ = 1,4 est le rapport des capacités thermiques, R = 8,314 J/(mol·K), M = 0,0289644 kg/mol et T la température en kelvins. Aux températures courantes, v ≈ 331,3 + 0,606 × T, T en degrés Celsius, convient.
On obtient 331,3 m/s à 0 °C, 340,3 m/s à 15 °C, 343,2 m/s à 20 °C et 349,0 m/s à 30 °C. Pression et fréquence n’interviennent pas.
Longueur d’onde
λ = v / f. À 20 °C, un son de 440 Hz donne 343,2 / 440 = 0,78 m.
Distance d’un éclair
La lumière arrive presque instantanément, le son parcourt environ 340 mètres par seconde. Multipliez le délai entre éclair et tonnerre par cette vitesse. Trois secondes correspondent à environ un kilomètre.
Écho
Le son réfléchi parcourt deux fois la distance. Pour un obstacle à d, l’écho arrive après 2 × d / v. Sonar et télémétrie ultrasonore utilisent ce principe.
Limites
Le calcul suppose l’air sec. L’humidité augmente légèrement la vitesse, de moins d’un demi pour cent à température ambiante. Le vent modifie la vitesse par rapport au sol. Les 1482 m/s concernent approximativement l’eau douce à 20 °C. Pour les solides et autres gaz, saisissez la vitesse.
Questions fréquentes
Comment calculer la vitesse du son dans l’air selon la température ?
Pour l’air sec à 0 °C, la relation du gaz parfait donne 331,3 m/s. Elle utilise température absolue et propriétés du gaz, suppose un air sec immobile et exclut humidité et vent. Les autres milieux exigent leur propre vitesse du son.
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