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Exercices SecondeOndes et signaux
Emission et perception d'un son
Exercice 1 : Deux notes de musique
On a enregistré à l'aide d'un logiciel d'acquisition les deux ondes sonores musicales suivantes :Onde sonore AOnde sonore B
1°) Compléter le tableau suivant avec les mots : Intensité, timbre, hauteur qui caractérisent
un son musicalCaractéristique
physiqueFréquenceAmplitudeForme du signal sonorePerception auditive
2°) Les sons A et B sont-ils périodiques ? Si oui, surligner une période ci-dessus.
3°) Comparer la hauteur des deux sons.
4°) Identifier le son le plus intense.
5°) Comparer le timbre des deux sons.
6°) Ces deux sons ont-il été émis par le même instrument ? Justifier votre réponse.
Exercice 2 : Télémètre anti-collision d'un véhicule Un télémètre à ultrasons embarqué sur un véhicule (photo ci-dessous) permet de mesurer les distances entre 10 cm et 4 m pour alerter le conducteur sur les obstacles.Lors d'un essai, le télémètre émet une onde ultrasonore qui se réfléchit sur l'obstacle et
revient au télémètre 5,0 ms après l'émission.1°) Schématiser la situation.
2°) Calculer la distance d séparant le véhicule de
l'obstacle.3°) Calculer la durée minimale Δt que peut
mesurer le télémètre du véhicule. Donnée et formulaire : célérité des ultrasons dans l'air : 340 m/s ; c = d/Δt.Exercice 3 : Décollage d'une fusée
Les deux images ci-dessous sont extraites d'une vidéo montrant le décollage d'une fusée Falcon 9 de la société Space X le 3 juin 2017 en Floride. La caméra qui filme se trouve sur l'esplanade des spectateurs venus assister au décollage.Sur l'image du haut, le compte à rebours est à zéro, la fusée décolle. Sur l'image du bas,
on entend le bruit des moteurs.1°) A l'aide du chronométrage de la vidéo indiqué en bas à gauche, déterminer la durée
qu'à mis le son des moteurs pour parvenir aux spectateurs.2°) En déduire la distance d à laquelle se trouvent les spectateurs.
3°) Calculer la durée mise par la lumière pour parvenir jusqu'au spectateurs. Cette durée
est-elle négligeable devant celle mise par le son ?4°) Pour quelle raison les spectateurs sont-ils situés à cette distance du pas de tir de la
fusée ?Donnée et formulaire : célérité des sons dans l'air : 340 m/s ; célérité de la lumière dans
l'air 3,0.108 m/s ; c = d/Δt. Source des images : https://www.youtube.com/watch?v=YyGCWHj8HasCorrigé :
Exercice 1 :
1°)
Caractéristique
physiqueFréquenceAmplitudeForme du signal sonorePerception auditiveHauteurIntensitéTimbre
2°) Ils sont périodiques tous les deux car ils présentent un motif qui se reproduit
régulièrement.3°) La hauteur d'un son désigne sa fréquence f. Il faut d'abord mesurer la période T de
chaque son. Pour le son A, 5 périodes TA représentent 22,6 ms, soit TA = 4,52 ms. Pour le son B, 3 périodes TB représentent 6,82 ms, soit TB = 2,24 ms.Le son qui possède la plus haute fréquence est celui qui a la plus petite période. Ici, c'est
le son B.