Analyse de l’écholocation chez les dauphins
Comprendre l’Analyse de l’écholocation chez les dauphins
Les dauphins utilisent l’écholocation pour naviguer et chasser dans des environnements aquatiques obscurs.
Cette méthode leur permet de déterminer la distance et la taille des objets environnants en émettant des clics sonores et en écoutant les échos qui reviennent.
Ces sons voyagent dans l’eau à une vitesse constante de 1500 m/s.
Objectif:
Dans cet exercice, vous allez calculer la distance à laquelle un dauphin détecte un obstacle sous-marin ainsi que le temps que prend l’écho pour revenir au dauphin après avoir frappé cet obstacle.
Pour comprendre les Ondes Stationnaires avec le Vibreur de Melde, cliquez sur le lien.
Données:
- Vitesse du son dans l’eau: 1500 m/s
- Durée du retour de l’écho: 0.067 secondes
Questions:
1. Calcul de la distance:
Calculez la distance totale parcourue par le son émis par le dauphin jusqu’au retour de l’écho.
2. Détermination de la distance de l’obstacle:
Sachant que le son doit parcourir la distance aller et retour, déterminez la distance réelle entre le dauphin et l’obstacle. Exprimez votre réponse en mètres.
3. Analyse de la taille de l’obstacle:
Supposons que l’intensité de l’écho permette de déduire que l’obstacle a une surface réfléchissante de \(0.75 \, \text{m}^2\). Discutez de la manière dont la taille et la composition de l’obstacle pourraient affecter la réflexion du son et donc l’intensité de l’écho perçu par le dauphin.
Correction : Analyse de l’écholocation chez les dauphins
1. Calcul de la distance totale parcourue par le son
Utilisons la formule de la distance parcourue par une onde sonore, qui est le produit de la vitesse du son dans le milieu par le temps pris pour le parcours de cette onde.
\[ \text{Distance totale} = \text{Vitesse du son} \times \text{Temps d’écho} \]
Substitution des valeurs et calcul:
\[ \text{Distance totale} = 1500 \, \text{m/s} \times 0.067 \, \text{s}
\] \[ \text{Distance totale} = 100.5 \, \text{m} \]
Interprétation:
Le son a parcouru une distance totale de 100.5 mètres dans l’eau, allant du dauphin à l’obstacle et retour.
2. Détermination de la distance entre le dauphin et l’obstacle
Pour trouver la distance réelle entre le dauphin et l’obstacle, nous divisons la distance totale par deux, car le son fait un aller-retour entre le dauphin et l’obstacle.
\[ \text{Distance de l’obstacle} = \frac{\text{Distance totale}}{2} \]
Substitution des valeurs et calcul:
\[ \text{Distance de l’obstacle} = \frac{100.5 \, \text{m}}{2} \] \[ \text{Distance de l’obstacle} = 50.25 \, \text{m} \]
Interprétation:
L’obstacle se trouve à une distance de 50.25 mètres du dauphin. Cette information est cruciale pour le dauphin pour ajuster sa navigation ou sa chasse.
3. Analyse de la taille de l’obstacle basée sur l’intensité de l’écho
Discussion théorique:
La surface réfléchissante de l’obstacle est de \(0.75 \, \text{m}^2\). La taille et la nature de la surface réfléchissante de l’obstacle peuvent influencer l’intensité de l’écho perçu.
Un obstacle plus grand ou avec une surface plus réfléchissante renvoie généralement un écho plus fort, ce qui pourrait indiquer au dauphin que l’obstacle est grand ou de nature particulièrement réfléchissante (comme un grand poisson ou un objet métallique sous-marin).
Interprétation pratique:
Dans ce cas, si le dauphin perçoit un écho fort, il pourrait en déduire que l’obstacle est relativement grand ou proche.
Cela l’aide à évaluer l’environnement immédiat pour prendre des décisions de navigation ou de chasse efficaces.
Analyse de l’écholocation chez les dauphins
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