Les ondes autour de la balleLorsque l'on étudie la balistique, on se sert parfois d'un bloc de gélatine qui permet de visualiser les effets d'une balle. Ce faisant on observe une déformation surprenante par rapport au volume de la balle, car beaucoup plus étendue : c'est l'onde de choc et le sillage* qui accompagne la balle. Mais qu'est-ce qu'une onde de choc ? Un sillage ? Comment se créent-t-ils ?
L'explication de la Société Européenne de Balistique Lésionnelle est très complète et consacrée au sujet qui nous intéresse, les balles : |
Une illustration des notions traitées ici : onde de choc et sillage.
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Lorsque l'on ébranle localement les molécules de l'air ambiant (source sonore ou autre...), cet ébranlement se propage de proche en proche aux molécules voisines. Il se propage à une vitesse précise, qui dépend des caractéristiques du milieu, appelée vitesse spécifique. C'est la vitesse du son dans ce milieu, l'air dans notre cas (a # 340 m/s). Il est à noter qu'il y a transfert d'énergie mais pas de matière.
Si la source (point jaune) de l'ébranlement est immobile, les ondes générées seront soit circulaires soit sphériques selon qu'elles se propagent suivant deux ou trois dimensions spatiales. Dans tous les cas, elles seront concentriques.
Lors de son vol, la pointe du projectile percute des molécules d'air (c'est la raison pour laquelle il est freiné). Cet ébranlement va se propager, sous forme d'ondes circulaires, dans toutes les directions et notamment dans la direction de la progression du projectile.
On peut donc retenir qu'il s'agit d'une onde s’accompagnant d'un transfert d'énergie mais non de matière. Les balles, en fendant l'air, peuvent produire trois types d'ondes selon leur vitesse de déplacement :
- A la vitesse subsonique (en dessous de celle du son), elle produit des ondes sonores qui vont en s'éloignant de la pointe.
- A la vitesse sonique ou transsonique (équivalente à celle du son), elle émet des ondes qui restent au niveau de la pointe. L'accumulation de ces ondes accroît localement la densité de l'air, créant une résistance qui aura tendance à ralentir la balle.
- A la vitesse supersonique (supérieure à celle du son), les ondes sont "abandonnées" derrière le projectile. A la pointe du projectile, cette onde est une onde de choc. A l'arrière du projectile, les ondes sonores se propagent à la vitesse du son et interfèrent par endroit. Il se forme une accumulation d'énergie sur l'enveloppe s'appuyant sur les bords des ondes. Cette enveloppe a la forme d'un cône dont le sommet coïncide avec la pointe du projectile. Ce sillage est l'onde de Mach. Les ondes "abandonnées derrière" le projectile sont ce qui constitue son sillage.
Si la source (point jaune) de l'ébranlement est immobile, les ondes générées seront soit circulaires soit sphériques selon qu'elles se propagent suivant deux ou trois dimensions spatiales. Dans tous les cas, elles seront concentriques.
Lors de son vol, la pointe du projectile percute des molécules d'air (c'est la raison pour laquelle il est freiné). Cet ébranlement va se propager, sous forme d'ondes circulaires, dans toutes les directions et notamment dans la direction de la progression du projectile.
On peut donc retenir qu'il s'agit d'une onde s’accompagnant d'un transfert d'énergie mais non de matière. Les balles, en fendant l'air, peuvent produire trois types d'ondes selon leur vitesse de déplacement :
- A la vitesse subsonique (en dessous de celle du son), elle produit des ondes sonores qui vont en s'éloignant de la pointe.
- A la vitesse sonique ou transsonique (équivalente à celle du son), elle émet des ondes qui restent au niveau de la pointe. L'accumulation de ces ondes accroît localement la densité de l'air, créant une résistance qui aura tendance à ralentir la balle.
- A la vitesse supersonique (supérieure à celle du son), les ondes sont "abandonnées" derrière le projectile. A la pointe du projectile, cette onde est une onde de choc. A l'arrière du projectile, les ondes sonores se propagent à la vitesse du son et interfèrent par endroit. Il se forme une accumulation d'énergie sur l'enveloppe s'appuyant sur les bords des ondes. Cette enveloppe a la forme d'un cône dont le sommet coïncide avec la pointe du projectile. Ce sillage est l'onde de Mach. Les ondes "abandonnées derrière" le projectile sont ce qui constitue son sillage.