Physique Acoustique : TD n
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Exercice 1 :
La tour Eiffel, d’une masse de 8.103 tonnes, repose sur 4 piliers ayant chacun une surface au sol de 450 m2. 1. La force de pesanteur correspond `a m×g o`u m est la masse de l’objet en kg et g l’acc´el´eration de la
pesanteur qui vaut 10 m/s2. Calculer la force de pesanteur totale de la tour Eiffel puis la force exerc´ee par chaque pied.
2. Quelle est la pression support´ee par le sol ? Exercice 2 :
La pression acoustique du seuil d’audition `a 1 kHz est de 2.10−5 Pa.
1. Sachant que la surface du tympan vaut 0,65 cm2, calculer la force correspondante. On rappelle que P =F/S.
2. On consid`ere que cette force est transmise int´egralement `a la platine de l’´etrier de surface 0,03 cm2. Calculer la pression correspondante.
Exercice 3
1. Un balancier effectue 6 oscillations (aller-retours) par minute. Rappeler la d´efinition de la p´eriode et de la fr´equence et calculer la p´eriode et la fr´equence de ce mouvement.
2. La p´eriode d’un ph´enom`ene physique est 1,7 ns (nano-seconde). Calculer la fr´equence de ce ph´enom`ene et l’exprimer en GHz.
3. La fr´equence de la porteuse d’une onde radio est 105,5 MHz. Calculer la p´eriode de cette onde.
Exercice 4 :
On enregistre la note “La” (440 Hz) sur la piste d’une pellicule de cin´ema. Une copie vid´eo de ce film est ensuite r´ealis´ee. Or la vitesse de d´efilement est de 24 images par seconde pour le cin´ema, et de 25 images par seconde pour la vid´eo. Ce qui fait, que lors de la diffusion, la fr´quence per¸cue ne sera pas la mˆeme, selon qu’on assiste `a une projection cin´ema ou vid´eo.
Calculer la fr´equence entendue lors d’une projection vid´eo. Pour cela, vous calculerez tout d’abord le nombre de battements de la note “La” apparaissant sur une image.
1
Exercice 5
Time (s)
0.2515 0.2902
-0.8239 0.7693
0
Le Chronogramme ci-dessus correspond `a l’enregistrement de la pression acoustique lorsqu’une personne pro- nonce la voyelle[a]. D´eterminer graphiquement la p´eriode puis la fr´equence du fondamental de cette personne.
Exercice 6 1. Calculer :
log(1) ; log(10) ; log(100) ; log(3) ; log(4,6.105) ; log(0,1) ; log(0,01) ; log(5.10−10) ; log(3,7.10−2) 2. Calculer le niveau acoustique (SPL) donn´e par la relationN(dB) = 10×log(I/I0) avecI0= 10−12 W/m2 etI valant respectivement 10−12, 10−11, 10−7, 10−2, 100 et 8,4.10−8 W/m2. Que repr´esente la constante I0?
3. L’intensit´e acoustiqueI est reli´ee au niveau acoustiqueN par la relation :I = 10−12×10N/10. CalculerI lorsque le niveau acoustique est de 0 dB, 1 dB, 40 dB, 78 dB, 120 dB. A quoi correspondent les niveaux de 0 et 120 dB ?
Exercice 7
Quel est de ces trois sons le plus intense :
a. Un son de fr´equence 1000 Hz poss´edant une pression acoustique efficace de 2.10−5 Pa b. Un son de fr´equence 1000 Hz d’intensit´e 10−4 W/m2
c. Un son de fr´equence 1000 Hz poss´edant un niveau de pression acoustique de 60 dB
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