QCM acoustique, ondes, concours Audioprothésiste Bordeaux 2018.

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Acoustique.
Question 17

L'intensité sonore en champ libre décroît en 1 / r2 ( où r désigne la distance par rapport à la source). A 8 m d'un marteau-piqueur, le niveau sonore mesuré vaut 101 dB. A quelle distance du marteau-piqueur devrions nous nous positionner si l'on souhaite un niveau sonore de 89 dB.
A. 14,5 m.
B.43,2 m.
C. 31,8 m. Vrai.
D. 16,4 m.
E. 24,5 m.
I1 = k / 82 avec k une constante. I1 = I0 1010,1 ;
I2 = k / r2 ;
I2 = I0 108,9 ; I1 / I2 = 1010,1-8,9=101,2.
I1 / I2 =(r / 8)2 ; r / 8 = 100,6 ; r ~ 8 x4 ~32 m.
Question 18
Lorsque deux sons différents nous parviennent en même temps aux oreilles, ce sont les intensités sonores qui s'ajoutent. Déduisez -en le niveau sonore total lorsque nous arrivent aux oreilles trois sons de niveaux sonores de 62 dB, 68 dB et 67 dB.
A. 70,3 dB.
B. 71,1 dB.
Vrai.
C. 65,7 dB.
D. 197 dB.

E. 70,8 dB.
I1 = I0 106,2 = 1,58 106 I0.
I2 = I0 106,8 = 6,31 106 I0. I3 = I0 106,2 = 5,01 106 I0.
Itotal = 1,29 107 I0. Ltotal = 10 log(
1,29 107 ) = 71,1 dB.
Question 19
Lorsqu'on étudie le niveau sonore et que l'on souhaite avoir une information quant à la répartition en fréquence de l'énergie, on mesure le niveau sonore par bande d'octave. Le niveau sonore global correspond alors au niveau de la somme des intensités dans les différentes bandes d'octave. On donne la répartition par bandes d'octave suivante :
Fréquence Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
Niveau  dB
65
70
68
62
63
64
60
I  / I0 =100,1 N
3,16 106
107
6,31 106
1,58 106
2,0 106
2,51 106
106
Itotal / I0 = 2,656 107 ; Ltotal = 10 log(2,656 107) =74,2 dB.

A. 74,2 dB.
Vrai.
B. 77,7 dB.
C. 65,8 dB.
D. 75,8 dB.
E. 452 dB.

Question 20
Lorsque l'on souhaite tenir compte de la réponse de l'oreille qui n'est pas identiquement sensible à toutes les fréquences, on applique une correction aux niveaux sonores par bande d'octave en pondérant chaque niveau par un coefficient normalisé. l'unité  devient akors dB(A) et représente alors une unité subjective caractéristique de la sensation de niveau sonore. Calculer le niveau sonore en  dB(A) du son de la question précédente.
Fréquence Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
Niveau  dB
65
70
68
62
63
64
60
Pondération
-26
-16
-8
-3
0
1
1
Niveau dB(A)
39
54
60
59
63
65
61
I  / I0 =100,1 N
7,94 103
2,51 105
 106
7,94 105
2,0 106
3,16 106
1,26106
Itotal / I0 = 8,47 106 ; Ltotal = 10 log(8,47 106) =69,3 dB(A)

A. 73,2 dB(A). .
B. 69,3 dB(A).
Vrai
C. 72,3 dB(A).
D. 60,8 dB(A).

E. 401,0 dB(A).

Question 21
On appelle niveau équivalent d'une campagne de mesures de niveaux sonores le niveau moyen durant la duurée de la campagne.
Léq = 10 log(Imoyen / I0).
Concernant la campagne de mesures ci-dessous, Léq est égal à :
Numéro de la mesure
1
2
3
4
5
6
7
Niveau  dB
55
54
52
56
58
57
53
I  / I0 =100,1 N
3,16 105
2,51 105
 1,58 105
3,98 105
6,31 105
5,01 105
2,0 105
Itotal / I0 = 2,46 106 ;
Imoyen / I0 = 2,46 106 / 7 =3,51 105 ; Léq= 10 log(3,51 105) =55,5 dB.

A. 63,9 dB.
B. 56,5 dB.
C.54,4 dB
D. 55,5 dB. Vrai.
E. 55,1 dB.





Question 22
Si l'on tient compte de la durée d'intégration t utilisée pour effectuer chacune des N mesures de niveau sonore, le niveau équivalent de la campagne de mesure de durée T = Nt :
Léq = 10 log(Imoyen / I0) peut aussi s'écrire :

Réponse D.

Question 23
Concernant la campagne de mesures ci-dessous, Léq est égal à :
Durée (s)
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Niveau  dB
55
54
52
56
58
57
53
I  / I0 =100,1 N
3,16 105
2,51 105
 1,58 105
3,98 105
6,31 105
5,01 105
2,0 105
Itotal / I0 = 2,46 106 ;
Imoyen / I0 = 2,46 106 x0,5 / 3,5 =3,51 105 ; Léq= 10 log(3,51 105) =55,5 dB.

A. 63,9 dB.
B. 56,5 dB.
C.54,4 dB
D. 55,5 dB. Vrai.
E. 55,1 dB.

.

Question 24
Si on adopte une notation plus générale, on peut définir le niveau équivalent sur une période T par :
Le niveau d'exposition sonore ( SEL) correspond à T = 1 s.
A. Le SEL quantifie la dose d'énergie sonore reçue pendant la période T.
B.
Le SEL quantifie la dose d'énergie sonore reçue pendant 1 s.
C. Le SEL quantifie la moyenne du niveau sonore reçue pendant 1 s.
D. A et C.
E. B et C. Vrai.

Question 25.
On souhaite quantifier la dose de bruit  subie par un professeur de piano le mercredi. Pour ce faire, on mesure le niveau équivalent pour chacune des différentes périodes Ti de la journée.
7 H de cours sans pause
 1 H accompagnement de trombone
3 / 4 H de flûte
1 H de pause
89,3 dB(A)
I / I0 =8,51 108
88,9 dB(A)
I / I0 =7,76 108
88,8 dB(A)
I / I0 =7,59 108
63,9 dB(A)
I / I0 =0,0245 108

Quelle formule vous semble correcte pour déduire le SEL de l'ensemble de la journée ?
avec T0 = 1 s. Réponse B.

Question  26.
  Calculer le SEL de la journée.
A. 112,4 dB(A).
B. 90,2 dB(A).
C. 88,7 dB(A).
D. 134,2 dB(A).
Vrai.
E. 89,6 dB(A)
(7 x8,51 +7,76 +0,75 x7,59 +0,0245 )x3600 108  =2,63 1013 ; 10 log(2,63 1013) = 134,2 dB(A).




Question 27
La législation du travail considère que la journée de travail est de 8 heures. Les textes font référence au niveau Léq 8H ( dB(A) qui ramène la dose de bruit journalière sur une durée  de 8 H. Quelle formule vous semble correcte pour déduire Léq 8H à partir du SEL ?
A. SEL / 8.
B. SEL-9.
C. SEL / 28800.

D. SEL-12,3.
E. SEL -44,6. Vrai.
  Léq 8H =SEL- l0 log(8x3600) = SEL-44,6.

Question 28
Calculer Léq 8H du professeur de piano.
A. 112,4 dB(A).
B. 90,2 dB(A).
C. 88,7 dB(A).
D. 134,2 dB(A)
E. 89,6 dB(A).
Vrai.
134,2-44,6=89,6 dB(A).

Question 29
Résumé du texye de loi : Léq 8h <80 dB(A) : aucun danger ; 80 < Léq 8h <80 dB(A) < 85 dB(A) : mise à disposition de protection.
Léq 8h >87 dB(A) : port de protection obligatoire. Ce dernier seuil doit tenir compte de l'atténuation apporté par les protections auditives.
Qu'en déduisez-vous concernant ce professeur de piano ?

A.Le port de protection est obligatoire. Le seuil de 87 dB(A) ne  devrait pas être atteint. Vrai.
B.
Le port de protection est obligatoire. Le seuil de 87 dB(A) pourrait cependant être atteint.
 C.Une mise à disposition de protections doit être mise en place par l'école de musique.
D.
aucun souci pareiculier.
E.
Léq 8H ne peut pas être calculé dans ce cas. le texte de loi ne peut pas s'appliquer..

Ondes.
Question 32

A quelles expressions mathématiques de U1(t) et U2(t) correspond l'oscillogramme suivant.


A. U1(t) = 10 cos (3142 t). U2(t) = 5 cos (3142 t+p/2).  Vrai
B. U1(t) = 10 cos (3142 t). U2(t) = 5 cos (3142 t+p/4).
C. U1(t) = 10 cos (3142 t). U2(t) = 5 cos (3142 t-p/2).
D.
U1(t) = 10 cos (3142 t). U2(t) = 5 cos (3142 t-p/4).
E. U1(t) = 10 cos (3142 t). U2(t) = 5 cos (3142 t+p).

Question 33.
On contrôle à l'aide d'ultrasons une pièce en acier plongée dans une cuve remplie d'eau. Le transducteur est à la fois émetteur et récepteur. A chaque interface enntre deux milieux différents, une onde incidente donne naissance à une onde réfléchie et une onde transmise. L'origine des temps  est l'instant d'émission de l'impulsion ultrasonore par le transducteur.


d = 3 cm, distance entre le tranducteur et la pièce en  acier.
e = 3,6 cm épaisseur de la pièce en acier
Veau = 1500 m/s, célérité des ultrasons dans l'eau.
Vacier = 6000 m/s. Célérité des ultrasons dans l'acier.
Calculer l'arrivée sur le transducteur des 4 échos.
A. 20 µs ; 26 µs ; 32 µs ; 40 µs.
B. 40 µs ; 52 µs ; 64 µs ; 80 µs. Vrai.
C.
26 µs ; 40 µs ; 52 µs ; 80 µs.
D. 40 µs ; 80 µs ; 120 µs ; 160 µs.
E.
40 µs ; 46 µs ; 52 µs ; 80 µs.
Réflexion sur l'avant de pièce  : durée pour un aller retour dans l'eau : 2 d / veau = 0,06 / 1500 =4 10-5 s = 40 µs.
Réflexion sur l'arrière de la pièce : durée pour un aller retour dans l'eau  + durée pour un aller retour dans l'acier:40+ 2 e / vacier = 40+72000 / 6000 = 40+12=52 µs.
Seconde réflexion sur l'avant puis l'arrière de la pièce : 40 +24 = 64 µs.


Question 34.
Pour déterminer l'épaisseur de la pièce, on utilise la formule :
A.  e = (t2-t1) / (2veau).
B.
e = Vacier (t2-t1).
C. e = Vacier (t2-t1 / 2 -d).
D. e = Vacier t2 / 2.
E. e = Vacier (t2-t1) / 2 Vrai.


Question 35
Une fissure se trouve à la distance e /3. Elle agit comme un réflecteur pour l'onde. Calculer l'arrivée sur le transducteur des échos.
A. 20 µs ; 22 µs ; 24 µs ; 40 µs..
B.
40 µs ; 52 µs ; 64 µs ; 80 µs..
C. 26 µs ; 40 µs ; 52 µs ; 80 µs.
D. 40 µs ; 44 µs ; 48 µs ; 52 µs. Vrai.
E. 40 µs ; 44 µs ; 52 µs ; 56 µs.
Réflexion sur l'avant de pièce : durée pour un aller retour dans l'eau : 2 d / veau = 0,06 / 1500 =4 10-5 s = 40 µs.
Réflexion sur la fissure :
durée pour un aller retour dans l'eau  + durée pour un aller retour dans une partie de l'acier:40+ 2 e / ( 3vacier )= 40+24000 / 6000 = 40+4=44 µs.
Seconde réflexion sur la fissure : 44 +4 = 48 µs
Réflexion sur l'arrière de la pièce : durée pour un aller retour dans l'eau  + durée pour un aller retour dans l'acier:40+ 2 e / vacier = 40+72000 / 6000 = 40+12=52 µs.

Question 36
La distance d est plus faible : d = 0,6 cm.
Calculer l'arrivée sur le transducteur des échos.
A. 8 µs ; 16 µs ; 20 µs ; 24 µs.
B.
8 µs ; 12 µs ; 16 µs ; 20 µs..
C. 8 µs ; 16 µs ; 20 µs ; 32 µs.
D. 8 µs ; 20 µs ; 32 µs ; 44 µ.
E. 8 µs ; 20 µs ; 32 µs ; 40 µs. Vrai.
Réflexion sur l'avant de pièce : durée pour un aller retour dans l'eau : 2 d / veau = 0,012 / 1500 =4 10-6 s = 8 µs.
Première réflexion sur l'arrière de la pièce : durée pour un aller retour dans l'eau  + durée pour un aller retour dans l'acier:8+ 2 e / vacier = 8+72000 / 6000 = 4+12=20 µs. 
Seconde réflexion sur l'avant puis l'arrière de la pièce : 20 +12 = 32 µs.
Seconde réflexion à l'interface eau acier : 40 µs.
Question 37
Mêmes paramètres qu'à la question précédente, on considère qu'il y a une fisure à la distance e /3.
Calculer l'arrivée sur le transducteur des échos.
A. 8 µs ; 16 µs ; 20 µs ; 24 µs.
B. 8
µs ; 12 µs ; 16 µs ; 20 µs. Vrai.
C. 8 µs ; 16 µs ; 20 µs ; 32 µs..
D. 8 µs ; 12 µs ; 16 µs ; 24 µs.
E. 8 µs ; 20 µs ; 32 µs ; 40 µs.
Réflexion sur l'avant de pièce : durée pour un aller retour dans l'eau : 2 d / veau = 0,012 / 1500 =8 10-6 s = 8 µs.
Réflexion sur la fissure :
durée pour un aller retour dans l'eau  + durée pour un aller retour dans une partie de l'acier:8+ 2 e / ( 3vacier )= 8+24000 / 6000 = 8+4=12 µs.
Seconde réflexion sur l'avant de la pièce puis sur la fissure : 8 +4 +4 = 16 µs.

Réflexion sur l'arrière de la pièce : durée pour un aller retour dans l'eau  + durée pour un aller retour dans l'acier:8+ 2 e / vacier = 8+72000 / 6000 = 8+12=20 µs.

Question 38
Que déduisez-vous concernant la distance d à respecter pour pouvoir effectuer un contrôle fiable sur cette pièce d'acier ( mesure de l'épaisseur et détection de la fissure ).
A. d > e /4. Vrai.
B. d < e /4.
C. d > e.

D. d < e.
E. d = e.






  

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