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Les Indiens d’Amérique du Nord collaient leur oreille au sol pour percevoir l’approche des bisons qui les pourvoyaient en nourriture. La même méthode peut être utilisée pour évaluer la prochaine arrivée d’un train. Pour cela, il suffit d’appuyer son oreille aux rails. Les règles de circulation du son expliquent ce phénomène.
Une vitesse de propagation dépendant du milieu
Supposons qu’un résistant, durant la Seconde Guerre mondiale, veuille faire dérailler un train. En collant son oreille sur les rails, durant une seconde, il aurait pu détecter l’approche d’un train distant d’environ cinq kilomètres. Cette performance, il la doit à la capacité du son à circuler dans les solides.
S’il s’était plutôt fié au sifflet de la locomotive, il aurait dû attendre plus longtemps. Dès le début du XVIIIe siècle, les scientifiques se sont aperçus, en effet, que la vitesse de propagation du son dans l’air était relativement lente. Le son produit par un coup de canon mettait ainsi près d’une minute à parvenir à des personnes se tenant à 19 kilomètres de là.
Dans l’eau, le son se diffuse plus vite que dans l’air, mais moins rapidement que dans les rails de chemin de fer.
Une différence de composition
Le son se propage donc plus vite dans l’acier, dans lequel sont faits les rails, que dans l’air. Dans ce métal, il voyage en effet à une vitesse de 5000 mètres par seconde. Si notre oreille, appuyée au rail, peut entendre le bruit d’un train assez éloigné, c’est du fait de la composition de l’acier.
Les atomes qui constituent ce métal sont en effet très rapprochés. Le son circule donc très facilement de l’un à l’autre, un peu à la manière de boules de billard, qui se transmettent l’onde de choc impulsée par la première d’entre elles.
Dans l’air, le son ne voyage qu’à un peu plus de 300 mètres par seconde. Cette lenteur s’explique, là encore, par la composition de ce milieu. L’air, au contraire de l’acier, est relativement peu dense. De ce fait, les molécules gazeuses qui le composent étant assez éloignées les unes des autres, le son sera transmis moins rapidement.
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