Vitesse des ondes dans divers milieux
 
1s21tp1
Objectif de connaissance. Approche de quelques propriétés des ondes sismiques en utilisant un modèle analogique.
Documents. Télécharger les fichiers : equipe_1, equipe_2, equipe_3, equipe_4, equipe_5, equipe_6, Tableau de resultats
Activité  Capacités - Exigences - Conseils
Vérifier l’hypothèse :
la vitesse des ondes dépend de la densité du milieu traversé.		 Expérimenter et mesurer
- Respecter scrupuleusement toutes les étapes du protocole.
Compte rendu
- Hypothèse testée
- Conséquences vérifiables de l’hypothèse
- Graphiques obtenus (calcaire, granite, eau) titrés et annotés
- Tableau de résultats
- Discussion et conclusion
Pour travailler ce sujet à la maison voir le manuel (Nathan 1e S) p.112, 118, 119..
Matériel

Polycopiés
- 1 fiche élève par élève
- 14 fiches poste

Ordinateurs
- Copier le dossier 1s21tp1dans le dossier Partage / SVT de la classe (un dossier par groupe A et B)
- Logiciel Logger Pro

Dans la salle
- Fiches élèves : 1 exemplaire par élève, sur le bureau professeur.
- Sur la paillasse latérale : au moins 1 aquarium plein d'eau, 2 potences supportant chacune 1 tube à essai (pour la mesure de la propagation des ondes dans l'eau).
- 1 pèse personne (ou une balance adaptée à la gamme 1 à 10 kg)

Par poste de travail
- 1 échantillon de roche (barre d'au moins 50 cm percée aux 2 extrémités pour recevoir les micros) : 3 postes calcaire, 3 postes granite
- 1 console LabQuest + câble USB
- 2 microphones
- 1 percuteur (cuillère par exemple)
- 2 blocs de polystyrène ou de mousse (pour isoler l'échantillon de la table)

Commentaire

Remarque
Le SENS (fourni par la Région Aquitaine) ne permet que 10000 acquisitions par seconde. Cela est insuffisant pour obtenir des mesures précises, proches des résultats des scientifiques. On obtient néanmoins des résultats cohérents en ordre de grandeur. Pour réaliser des mesures plus fines et/ou faire la distinction entre les ondes P et les ondes S, il faut travailler avec 1 million de mesures par seconde. Le logiciel Audacity et des piézomètres sont alors nécessaires.

Conduite de la séance
- Représentations des élèves sur la structure interne du globe ; débat entre pairs.
- Comment explorer la Terre interne ?
- Constat. Alors que le rayon terrestre dépasse 6300 km aucune méthode directe n'a encore permis d'explorer la Tere interne. En effet, le forage la plus profond (sg3 dans la péninsule de Kola) n'a atteint que 12 km. Seule l'auscultation de la Terre, en étudiant les ondes sismiques, permet une exploration indirecte de le la Terre interne.
- La lecture des enregistrements est délicate car le SENS ne permet que 10000 acquisitions par seconde. Certains enregistrements sont inexploitables (cf. encadré de la fiche poste).

Sources
- Vitesse des ondes P et S : www.svt.ac-versailles.fr
- Mesure de la vitesse de propagation d’ondes dans une roche : www2.ac-lyon.fr/enseigne
- Mesure de la vitesse de propagation des ondes sismiques : svt.ac-montpellier.fr
- Vitesse des ondes et densité des matériaux : pedagogie.ac-montpellier.fr