Calcul de la vitesse du son

Vitesse du son dans l’air selon la température

Air sec, d’après la formule ci-dessous. La vitesse dépend uniquement de la température, pas de la pression.

La formule

Dans l’air sec, c = 331,46 × √(1 + T / 273,15) m/s, avec T en °C : 331,46 m/s à 0 °C et 343,4 m/s à 20 °C. Cette formule découle de c = √(γRT / M) pour un gaz parfait : la vitesse dépend donc de la température, mais pas de la pression. L’humidité l’augmente légèrement ; l’altitude n’intervient qu’à travers la température, ce qui explique que la vitesse du son à l’altitude de croisière d’un avion de ligne soit d’environ 295 m/s.

Vitesse du son dans d’autres matériaux

Le son se propage plus vite dans les liquides et les solides que dans l’air. Valeurs approximatives tirées de deux tableaux publiés ; pour les solides, il s’agit de l’onde longitudinale dans le matériau massif, la plus rapide (une barre mince transmet le son plus lentement, environ 5 100 m/s dans l’aluminium). Lorsque les tableaux divergent, la fourchette englobe les deux.

Mesurer le son, pas seulement sa vitesse

La vitesse du son indique quand un son arrive, pas à quel point il est fort. Pour mesurer le niveau en décibels là où vous êtes, utilisez le sonomètre gratuit.

Quelle est la vitesse du son en km/h ?

Dans l’air sec à 20 °C, le son se propage à environ 343 m/s, soit 1 236 km/h. À 0 °C, il se propage à 331 m/s, soit 1 193 km/h, et à 15 °C, température de l’atmosphère standard au niveau de la mer, à 340 m/s, soit 1 225 km/h.

Pourquoi le son va-t-il plus vite dans l’air chaud ?

Le son se transmet par des molécules qui s’entrechoquent, et plus l’air est chaud, plus elles se déplacent vite. La vitesse est proportionnelle à la racine carrée de la température absolue, ce qui représente, autour de la température ambiante, environ 0,6 m/s de plus par degré Celsius. La pression seule n’y change rien : si le son est plus lent en altitude, c’est parce que l’air y est froid, et non parce qu’il y est raréfié.

Comment calculer à quelle distance tombe la foudre ?

Comptez les secondes entre l’éclair et le tonnerre et divisez par 3 : vous obtenez à peu près la distance en kilomètres, car le son parcourt environ 1 km en 3 secondes alors que la lumière arrive presque instantanément. Un écart de 6 secondes correspond à environ 2 km. Le calculateur fait la même opération avec la vitesse correspondant à la température que vous avez saisie.

Le son va-t-il plus vite dans l’eau ou dans l’acier ?

Dans les deux, il va beaucoup plus vite que dans l’air. Le son se propage environ quatre fois plus vite dans l’eau que dans l’air, et bien plus de dix fois plus vite dans l’acier, car ces matériaux sont beaucoup plus rigides par rapport à leur masse volumique. Le tableau ci-dessus donne les valeurs pour des matériaux courants.