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Correction exercices chapitre 6 : Le son, phénomène vibratoire.
Exercice 1:
1,15 cm ↔ T
4,4 cm ↔ 15 ms T = ––––––1,15x15 4,4 Son A :
f = –––1 T 1,0 cm ↔ f 10,1 cm ↔ 3000 Hz
f = –––––––––1,0x3000 10,1 Son B :
T = –––1 f
= 3,9 ms 1
3,9.10-3
= –––––––= 256 Hz
= 297 Hz 1
= –––––––291 = 3,4.10-3 s
Lecture graphique : f ≈ 4200 Hz Son C :
T = –––––1 = f Son D : Lecture graphique : T = 10 ms
f = –––1 T
2. Courbe périodique non-sinusoïdale donc son complexe
3. f3 = 3 x f1 Son A :
Son B : Son C : Son D :
Le spectre de Fourrier contient plusieurs ««pics» donc son complexe.
Le spectre de Fourrier ne contient qu’un seul «pic» donc son pur.
Courbe sinusoïdale donc son pur.
Son A :
f3 = 3 x f1 Son B :
1
––––––4200 = 2,4.10-4 s 1
10.10-3
= –––––––= 100 Hz
= 3 x 250 = 750 Hz
= 3 x 291 = 873 Hz
Exercice 2:
I = ––––––Ptympan Stympan 1.
2. L = 10xlog –––I
I0 = 10xlog ––––––––0,012
1,0.10-12= 1,0.102dB 3.
= 0,012 W/m2
= –––––––4,2.10-7 3,6.10-5
I’ = 2 x I = 2 x 0,011666
(0,011666)
L’ = 10xlog –––I’
I0 = 10xlog ––––––––0,023 1,0.10-12
(100,67 dB)
4. Haut-parleur A:
90 93 96 99 102 105 108
= 0,023 W/m2
= 103,67 dB : le niveau sonore a bien augmenté de 3dB.
Haut-parleur B:
80 83 86 89 92 95 98 101
5. Le son le plus important est le haut-parleur qui fournit un son dont le niveau sonore est le plus élevé, il s’agit du haut-parleur A (108 dB).
6.a.Le niveau sonore est de 108 dB donc d’après le diagramme la personne ne peut pas rester plus d’une minute par jour.
6.b.
Valeur de l’intensité sonore à 20 cm de l’enceinte : I = –––––––6,31.10-2
d2 = –––––––6,31.10-2
0,202 = 1,6 W/m2
D’après le diagramme, se placer à 20 cm de l’enceinte peut provoquer des dégâts irréversibles.
L = 10xlog –––I
I0 = 10xlog ––––––––1,6 1,0.10-12= 122 dB
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Exercice 3:
1.
f = ––––––1 x –––––––
2.L
F
μ = ––––––1 x –––––––
2x0,58
113
1,1.10-2 = 87 Hz 2.
f = ––––––1 x –––––––
2.L
F
D’après la formule : μ si L diminue alors f augmente (car L est au dénominateur) Donc pour ce son f > 61 Hz
Fréquence du son A : f = –––1 T Fréquence du son B : f = –––1
T 3.
< 61 Hz
f = ––––––1 x –––––––
2.L
F D’après la formule : μ
si L est petit alors f est grand (car L est au dénominateur) Par conséquent, plus le tuyau est court , plus la fréquence du son est élevée.
Le tuyau A est plus court que le tuyau B donc fA> fB 1
20.10-3
= ––––––– = 50 Hz 1
10.10-3
= –––––––= 100 Hz> 61 Hz donc il s’agit du son B.
