THEME 4 SON & MUSIQUE, PORTEURS D’INFORMATION
TP 10 FAIRE DE LA MUSIQUE AVEC DES TUBES
CONTEXTE DU SUJET
Une flûte de pan est constituée de huit tubes en bambou de longueurs différentes, bouchés à l’une de leurs extrémités. Des élèves de lycée se demandent s’il ne serait pas possible de reproduire des sons identiques à ceux de la flûte de pan, avec des tubes à essais contenant plus ou moins d’eau.
Document 2 : Fréquences des notes de musique en hertz
Document 1 : Flûte de pan
Le but de cette épreuve est d’étudier les caractéristiques du son produit par un tube à essais, puis de comparer la hauteur de ce son émis à celle des sons produits par les tiges de bambou de la flûte de pan.
DOCUMENTS MIS A DISPOSITION DU CANDIDAT
Document 3 : Position des lèvres d’un joueur de flûte de pan
Quand un musicien joue de la flûte de pan, il positionne l’un des tubes de son instrument au niveau de sa lèvre inférieure comme le montre le schéma ci-contre.
En soufflant ainsi de façon quasiment perpendiculaire à l’entrée du tube, le filet d’air se brise en deux parties sur le bord opposé du tube : une partie part vers l’extérieur, l’autre génère, à l’intérieur du tube, une augmentation de pression à l’origine du son émis.
http://lemuseedulutin.blogspot.fr/2008_11_01_archive.html 8,1 cm 8,6 cm 9,7 cm 10,8 cm 12,2 cm 12,9 cm
??
16 cm
Souffler dans un tube à essais vide à la manière d’une flûte de pan, comme indiqué dans le document 2. Suivre les instructions du professeur, pour enregistrer le son émis à l’aide d’un microphone relié à l’ordinateur, et l’analyser à l’aide du logiciel LATISPRO et enregistrer le son émis.
1. A partir du signal délivré par le microphone et que vous visualisez sur votre écran, déterminer la hauteur de la note jouée.
2. Déterminer à l’aide d’une analyse spectrale et du logiciel LATISPRO à disposition, la hauteur de la note jouée.
3. À l’aide du document 2, déterminer la note jouée et la comparer à celle émise par le tube de la même longueur de la flûte de pan du document 1.
4. À l’aide du document 1, proposer une méthode permettant de fabriquer, avec un tube à essais, un
« instrument » capable d’émettre un Mi4.
5. Fabriquer cet « instrument ». Enregistrer le son émis par ce nouvel instrument à l’aide du logiciel LATISPRO. Vérifier la hauteur du son.
6. La fréquence du son obtenue ne coïncide pas tout à fait avec la fréquence attendue. Formuler au moins une hypothèse pouvant justifier l’écart observé.
7. À l’aide du document 5, retrouver par le calcul la longueur L du tube qui permet de produire la note déterminée à la question 1. par le tube à vide. La comparer avec la longueur L du tube à essais utilisé.
Donnée : célérité du son dans l’air c = 340 m/s.
8. Fabriquer la flute de pan du document 1 et jouez un morceau de musique (une comptine par exemple) au professeur
Document 4 : Matériel mis à disposition
Un ordinateur équipé du logiciel LatisPro
Un microphone reliés à l’ordinateur. On pourra aussi utiliser un casque avec micro intégré
Une pissette d’eau distillée
Une règle graduée
Une pipette plastique
8 tubes à essais
Un feutre pour verrerie
Document 5 : Rappel théorique
Pour un tuyau de longueur L ouvert à une extrémité et fermée à l’autre, la condition à remplir pour produire un son de longueur d’onde est :
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