CORRECTION Exercices Emission Perception Son
CORRECTION Exercices Emission Perception Son
CORRECTION Exercices Emission Perception Son
Exercices - Corrigé
1. Le tableau ci-dessous renseigne sur les valeurs que peut Vitesse du son
Milieu
prendre la vitesse d’un signal sonore suivant le milieu de (en m.s-1)
propagation. air à 0°C 330
air à 20 °C 340
a. Quels semblent être les deux paramètres qui influencent la
valeur de la vitesse de propagation d’un signal sonore ? eau à 20 °C 1 500
La vitesse de propagation du son dépend du milieu (de la fer à 20 °C 5 130
matière) et de la température.
b. Pour chacun des trois milieux de propagation à 20°C, calculer la distance parcourue par le signal sonore pendant 10 s.
𝒅
𝒗= 𝒅𝒐𝒏𝒄 𝒅 = 𝒗 × 𝒕
𝒕
Air à 20 °C Eau à 20 °C Fer à 20 °C
(GAZ) (LIQUIDE) (SOLIDE)
d = 340 (m.s-1) x 10 (s) d = 1500 (m.s-1) x 10 (s) d = 5130 (m.s-1) x 10 (s)
d = 3 400 m d = 15 000 m d = 51 300 m
d = 3,4 km d = 15 km d = 51,3 km
Dans l’air à 20 °C, en 10 s, le son Dans l’eau à 20 °C, en 10 s, le son Dans le fer à 20 °C, en 10 s, le son
peut parcourir 3,4 km. peut parcourir 15 km. peut parcourir 51,3 km !!!
Explication : plus la matière est compacte, plus les molécules sont proches les unes des autres et plus rapidement
elles peuvent mettre en vibration les molécules voisines. Donc le son peut alors se propager plus rapidement.
2. Dans les westerns, il n’est pas rare de voir des bandits qui essaient
de repérer l’arrivée d’un train en collant leur oreille sur les rails.
Quel est l’intérêt pour les bandits d’adopter ce comportement ?
Le son se propage plus rapidement dans les solides que dans l'air
(voir question précédente). Donc les Dalton placent leur oreille sur
les rails pour entendre le plus tôt possible l'arrivée du train (le train
émet des vibrations donc du bruit qui est transmis dans les rails).
S'ils tendaient l'oreille à l'air libre, ils entendraient l'arrivée du train
un peu plus tard.
Cette technique permet d'anticiper encore davantage l'arrivée du train.
2. Quelle distance d parcourt le son émis par le randonneur pour lui reparvenir ? Ecrire la relation entre d et D.
• Le son met 5 secondes, à la vitesse de 340 m.s-1, pour parcourir la distance d correspondant à l’aller-retour
(principe de l’écho) entre le randonneur et la paroi rocheuse.
Donc : d = v x t
d = 340 x 5
d = 1 700 m
Le son a parcouru 1 700 m en 5 secondes pour faire l’aller-retour.
𝒅
• La distance D séparant le randonneur de la paroi est égale à la moitié de la distance d, soit : 𝑫 = 𝟐
Non périodique
Périodique
Remarque : plusieurs motifs différents peuvent être choisis lorsque le signal est périodique
(prendre le plus pratique).
Non périodique
Périodique
f = 720 battements par seconde correspond à une fréquence de 720 Hz. (Hertz signifie « par seconde »)
Les ailes du moustique communiquent à l’air 720 vibrations par seconde, émettant ainsi un son dont la fréquence
est égale à 720 Hz. Ce son est audible car sa fréquence est dans les domaines des fréquences audibles par l’oreille
humaine, à savoir entre 20 Hz et 20 000 Hz (20 kHz).
B – L’éléphant
Les éléphants parviennent à communiquer à Un microphone a enregistré le signal suivant émis par un éléphant :
très grande distance sans émettre de son
audible par l’Homme.
Cette fréquence n’est pas dans le domaine des fréquences audibles par l’homme (20 Hz – 20 kHz), donc ce son
émis par les éléphants n’est pas audible pour nous.
4. A quel domaine de fréquence correspond-il ? f = 12,5 Hz < 20 Hz, donc ce son appartient aux infrasons.
Exercice 5 : A vos cordes
Un ingénieur du son enregistre séparément des notes de musique émises par
trois instruments à corde (une contrebasse, un violon, une guitare) à l’aide de
micros reliés à un système informatisé.
Il faudra penser à convertir la période T en secondes pour avoir une fréquence f en Hz.
1. Le violon et la guitare jouent-ils la même note ? Faire les calculs nécessaires. Rédiger une réponse en utilisant
notamment le vocabulaire suivant : fréquence, hauteur (ou haute), plus (ou moins) aiguë.
Violon Guitare
Les notes émises par le violon et la guitare n’ont pas la même fréquence, on dit aussi qu’elles n’ont pas la même
hauteur, donc il ne s’agit pas de la même note (en réalité il s’agit de la même note mais avec une octave d’écart (au
programme de l’enseignement scientifique en 1ère)).
La note jouée par le violon a une fréquence supérieure à celle jouée par la guitare, donc elle est plus aiguë. La
note jouée par le violon est plus haute.
Dans le langage courant, on dit « monter dans les aiguës » = plus une note est haute, plus elle est aiguë.
2. La contrebasse et la guitare jouent-elles la même note ? Qu’est-ce qui les différencie ? Rédiger une réponse en
utilisant notamment le vocabulaire suivant : hauteur, forme, timbre, intensité sonore.
Contrebasse
T = 5 ms = 0,005 s = 5x10-3 s
𝟏 𝟏
𝒇= 𝒇= 𝒇 = 𝟐𝟎𝟎 𝑯𝒛
𝑻 𝟎,𝟎𝟎𝟓
Les notes jouées par la contrebasse et la guitare ont la même fréquence, elles ont la même hauteur, donc il
s’agit bien de la même note.