[PDF] Activité expérimentale : Expériences sur le son

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AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ConWribuWion TeV ScienceV PUyViqueV au S4C 1

Cycle 4 - 4ème

Des signaux pour

observer et communiquer

Activité expérimentale :

Expériences sur le son

DESCRIPTIF DE SUJET DESTINE AU PROFESSEUR

Socle commun

Domaine 4 : Systèmes naturels et techniques

Objectifs de compétences pour la maîtrise du socle commun : - Conceǀoir et rĠaliser un dispositif de mesure ou d'obserǀation. - Mesurer des grandeurs physiques.

Déroulement

Durée : 1h30

Place dans la progression de la séquence : ce TP permet de découvrir de nouveaux concepts difficiles (onde, fréquence) qui seront à redéfinir en classe par la suite.

Organisation de la séance :

Les élèves sont répartis en cinq groupes.

Cinq expériences différentes sont disposées dans la classe. L'edžpĠrience n°3 est présente

à 2 endroits différents de la salle pour permettre une meilleure rotation (pas de perte de temps si un groupe a fini avant un autre). Il y a donc 6 tables mobilisées avec du matériel Les élèves doivent faire les cinq expériences en prenant des notes. Ils devront réaliser une carte mentale à la maison à partir de leurs notes.

Matériel

Expérience n°1 : un pot de yaourt ou gobelet en plastique, un saladier, du film plastique, du sel de table et un haut parleur Expérience n°2 : réveil, lampe, cloche à vide

Expérience n°3 : 2 pots de yaourt, du fil élastique, de la laine, du fil de pêche, du fil de fer

Expérience n°4 : GBF réglable en fréquence et haut parleur Expérience n°5 : Ordinateur FIXE, logiciel Audacity et écouteurs

Compétences

évaluées

Analyser (ANA)

Valider (VAL)

Numérique (NUM)

Remarques

ultĠrieurement car c'est la plus longue et la plus difficile.

Si on ne dispose pas de cloche ă ǀide pour l'edžpĠrience nΣ2, on peut faire ǀisionner une

vidéo sur un PC portable : https://www.youtube.com/watch?v=KdmIw2Xb9MQ Auteur Arnelle Boiché - collège Bernard de Fontenelle - Savigné sur Lathan (37). AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ConWribuWion TeV ScienceV PUyViqueV au S4C 2

ENONCE MNSTINN AUX NLNVNS

SUPPORT(S) D'ACTIVITÉ

PrenTV un poW Te yaourW. Parle TeTanV (prononce TeV voyelleV) eW poVe WeV ToigWV Vur le TeVVouV Tu poW.

Recouvre un granT récipienW (ValaTierH criVWalliVoir) avec Tu papier film bien WenTu. PoVe quelqueV grainV Te Vel fin

Expérience n°2 : Le son peut-il se déplacer partout ? Ecris une hypothèse argumentée qui réponde à la question.

Prends une cloche ă ǀide et place ă l'intĠrieur une lampe de poche allumĠe et un réveil qui sonne.

Conclus en répondant à la question.

Expérience n°3 : Dans quel matériau le son se déplace-t-il le mieux ? Prends 2 pots de yaourts. Perce un petit trou sur le dessous de chaque pot.

Conclus en répondant à la question.

Expérience n°4 : Quelle est la différence entre un son grave et un son aigu ?

Prends un générateur à fréquence variable et relie les bornes output à un haut parleur.

Choisis une tension alternative de 10 Hertz et augmente doucement la fréquence.

Conclus en répondant à la question.

Expérience n°5 : Yuelle est la ǀitesse du son dans l'air ͍ Pour cette edžpĠrience, tu as besoin d'un ordinateur fidže, d'Ġcouteurs et d'une rğgle.

Sur la règle, scotche tes écouteurs en les écartant au maximum. Ils vont être utilisés comme des micros.

Branche les écouteurs sur la fiche bleue ă l'arriğre de l'ordinateur. Ouvre Audacity et choisis " stéréo » en cliquant sur piste audio (à gauche). Observe les 2 signaux tracés par le logiciel (1 signal par écouteur) en zoomant. AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ConWribuWion TeV ScienceV PUyViqueV au S4C 3

CONSIGNES DONNÉES L'ÉLÈVN

PenTanW leV 5 expérienceVH réponTV aux queVWionV en prenanW TeV noWeV rapiTeV Vur l'ĠnoncĠ.

Ecris au dos si tu n'as pas assez de place ou si tu as besoin d'un brouillon. A la maiVon ou au CMIH faiV une carWe menWale en ligne ă l'aide de tes notes.

UWiliVe le ViWe www.framinTmap.orgIminTmapVI

Remarque J On peuW auVVi TemanTer Te réaliVer la carWe menWale Vur papier.

REPRES POUR L'VALUATION

CorrecWion poVVible VouV forme Te carWe menWale J

Mise en garde pour l'edžpĠrience nΣ5 J

La valeur Wrouvée varie beaucoup en foncWion TeV courbeV obWenueV eW TeV poinWV Te TéparW cUoiViV pour

leV Vignaux. Le profeVVeur Tevra parWiculièremenW aiTer ce groupe J monWrer (en YoomanW) que leV

Vignaux reçuV par leV Teux écouWeurV VonW iTenWiqueV maiV que le 2ème est plus faible (moins d'intensitĠ).

la meVure ; il fauW avoir 5 cUiffreV Terrière la virgule pour obWenir le bon orTre Te granTeur.

A la Véance VuivanWeH il Vera inWéreVVanW Te comparer leV viWeVVeV obWenueV par leV TifférenWV groupeV.

Au regarT Te la valeur WUéoriqueH on pourra TiVcuWer Te la perWinence Tu réVulWaW WrouvéH nommer leV

critique sur son propre résultat. AcadĠmie d'OrlĠans-TourV ConWribuWion TeV ScienceV PUyViqueV au S4C 4 Personnellement, meV écouWeurV éWaienW écarWéV Te 57 cm eW Vur AuTaciWy J

Le TébuW Tu 1er Vignal eVW à W1 = 9H36020 V (5 cUiffreV Terrière la virgule néceVVaireV).

Le TébuW Tu 2ème Vignal eVW à W2 = 9H36190 V (5 cUiffreV Terrière la virgule néceVVaireV).

2 W1 = 9H36190 9H36020 = 0H00170 VeconTeV.

La TiVWance VéparanW leV 2 écouWeurV eVW Te 57 cmH à converWir en mèWreV Tonc J 0H57 m. On calcule la viWeVVe Tu Von J v = T I W = 0H57 I 0H00170 = 335 mIV.

NvaluaWion J

La li

Domaine de

Compétences évaluées Critère de réussite correspondant au niveau A

Analyser (ANA)

Organiser les informations

extraites L'Ġlğǀe Ġcrit toutes les informations importantes sur sa carte mentale : Vibration / Vitesse /Ne se déplace pas dans le vide / Fréquences audibles / Aigu ou grave. L'Ġlğǀe organise ses idées grâce aux branches de la carte mentale : - liens logiques entre les idées - branche ou sous-branche correctement utilisées.

Valider (VAL)

Interpréter des résultats pour

conclure Les informations écrites dans la carte mentales sont justes : - Domaine de l'audible entre 20 et 20000 Hz - Son aigu = haute fréquence - Son grave = basse fréquence - Vitesse du son proche de 340 m/s.

Numérique (NUM)

Utiliser des outils.

L'Ġlğǀe utilise un logiciel en ligne pour créer une carte mentale. L'Ġlğǀe utilise un logiciel de traitement de donnĠes.

Remarque : si la carte mentale a été rendue sur papier, évaluer la compétence REA (au lieu de NUM).

Niveau A J leV inTicaWeurV cUoiViV apparaiVVenW TanV leur (quaVi)WoWaliWé Niveau B J leV inTicaWeurV cUoiViV apparaiVVenW parWiellemenW Niveau C J leV inTicaWeurV cUoiViV apparaiVVenW Te manière inVuffiVanWe Niveau D J leV inTicaWeurV cUoiViV ne VonW paV préVenWV

Notation J Si l'on souhaite attribuer une note ă ce WravailH un converWiVVeur Te bilan Te compéWenceV peuW êWre

page).

Début du 1er

signal

Début du 2ème signal

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