Onde, acoustique
musicale, niveau sonore.
Concours kiné St Michel 2014
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Propagation du
son.
Deux personnes situées au même endroit guettent le bruit d'un train. La
température extérieure est 20°C. L'une a l'oreille collée sur le rail
en acier et l'autre est debout. Le train se trouve à 1,2 km. Au niveau
du rail, le son est perçu au bout de 240 ms.
Le son est
une onde électromagnétique à trois dimensions.. Faux.
Le son est une onde
mécanique.
La célérité du son dans l'acier vaut 5,0 km/s. Vrai.
1,2 / 0,24 =5 km/s.
La vitesse du son dans l'acier est environ 15 fois plus grande que
celle du son dans l'air. Vrai.
5000 /340
~15.
La personne qui est debout perçoit le bruit du train avec un retard de
3,26 s.
1200 / 340 ~ 3,5 s ;
3,5-0,24 ~ 3,26 s.
Perturbation
le long d'une corde.
Une perturbation, créée à t=0, en un point source S, se propage le long
d'une corde élastique. Cette corde a été photographiée à la date t1
= 15 s. L'abscisse 0 du schéma correspond au point source S.
Il s'agit d'une onde progressive périodique. Faux.
La
célérité de l'onde vaut v = 0,2 m/s. Vrai.
L'onde pacourt 3 m en 15
s ; v = 3/15 = 0,2 m/s.
Le front de l'onde arrive au point C avec un retard de 15 s. Faux.
5 / 0,2 = 25 s de retard par rapport au point source.
La perturbation affecte chaque point de la corde pendant 3 s. Faux.
1/0,2= 5 s.
Un peu de
musique.
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Le son 1 et le son 2 ont la même
hauteur . Vrai.
La fréquence du
fondamental est la même pour les deux sons, environ 350 Hz.
Le son 1
et le son 2 ont le même timbre. Faux.
La composition des
harmoniques est différente.
Le fondamental correspond à la fréquence de plus
grande amplitude. Faux.
Le fondamental correspond
à la première harmonique.
La deuxième harmonique du son 2 a pour fréquence 1416 Hz. Faux.
Fréquence du fondamental : 350 Hz ; fréquence de l'harmonique de
rang 2 : 700 Hz, fréquence de l'harmonique de rang 4 : 1400 Hz ;
l'harmonique de rang 3 est absente.
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Bruit.
Lors d'un concert, un spectateur est situé à un mètre de la scène. Le
son émis par le groupe de musique lui parvient avec une intensité
sonore de 0,5 W m-2.
Le niveau
d'intensité sonore L ( en dB) est tel que L = 10 log (I0/I)
avec I, intensité du signal reçu et I0 le seuil
d'audibilité. Faux.
L = 10 log (I/I0)
Le
niveau sonore perçu par le spectateur est 117 dB. Vrai.
L = 10 log
(0,5 / 10-12) =117 dB.
Lorsqu'un
deuxième groupe se met à jouer avec la même intensité, le seuil de la
douleur est atteint. Vrai.
L = 117 +3 =
120 dB.
Sachant que l'intensité sonore diminue
proportionnellement au carré de l'inverse de la distance, c'est à dire
que I = k/d2 avec k, constante de proportionnalité, et en
considérant que le niveau sonore perçu est 120 dB, le spectateur devra
reculer de plus de 30 m pour que le niveau sonore perçu perde 20 dB.
Faux.
100 = 10 log
( I / 10-12) ; I =10-12 1010
= 10-2 W m-2.
k = I d2 ; 1*12 =0,01 d2 ; d=
10 m.
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