Ondes et signaux : Exercices II Sons et ultrasons Exercice 1 :
Dans l’eau, les ultrasons se propagent à la vitesse de 1500 m.s-1.
Un bateau muni d’un sonar émet une onde ultrasonore en direction du fond de la mer. L’écho est perçu au bout de 1,50 s.
1. Quelle est la profondeur de l’eau ?
2. Maintenant le sonar est utilisé pour localiser un banc de poisson, après l’envoi de l’onde ultrasonore vers le banc, l’écho est perçu au bout de 0,750 s.
A quelle profondeur se trouve le banc de poissons ? Exercice 2 :
Dans l’air, les ultrasons se propagent à la vitesse de 340 m.s-1.
Une chauve-souris se déplace et repère ses proie ou les obstacles grâce aux ultrasons qu’elle est capable d’émettre et de recevoir. La chauve-souris émet des ultrasons avec une fréquence 102,5 kHz.
1. Quelle est la longueur d’onde des ultrasons émis par la chauve-souris ? 2. Un rocher est situé à 10 m devant la chauve-souris.
Au bout de combien de temps la chauve-souris va-t-elle percevoir l’écho ultrasonore ?
3. A quelle distance se trouve la chauve-souris d’un arbre situé devant elle si l’écho ultrasonore lui revient au bout de 0,34 s.
Exercice 3 :
1ère partie : Les courbes ci-contre représentent l’évolution de la sensibilité de l’oreille humaine en fonction de l’âge. L’ordonné est la perte d’audition.
Cette grandeur s’exprime en décibel (dB) ; elle est égale à zéro pour une oreille « normale ».
1. L’écart d’audition entre les jeunes et les personnes plus âgées est-il plus important pour les grandes ou pour les petites fréquences ?
2. Pour des sons de quelles fréquences, une personne de 60 ans a-t-elle perdu 20 dB d’audition ?
2ème partie : Un lycéen a téléchargé sur son téléphone portable une sonnerie « spéciale jeunes ».
Le signal électrique est représenté ci-contre.
1. Pourquoi dit-on que ce signal est périodique ? 2. Faire apparaitre une période sur le schéma ci-contre.
3. Calculer la période en μs puis en s.
4. En déduire alors la fréquence.
5. Ce son est-il entendu par un jeune de 20 ans à
« l’oreille normale » ?
6. Pourquoi cette sonnerie est-elle appelée « sonnerie spéciale jeunes » ?
7. Si on augmente la fréquence de ce son, que se passe- t-il ? Précisez.
8. Faire apparaitre la tension maximale de ce signal sur l’enregistrement et donner sa valeur.
