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Exercices

Exercice corrigé

13

La communication du dauphin.

Le dauphin émet des sons de fréquence variable qui lui permettent de se localiser (des « clics ») ou de communiquer avec d’autres dauphins (des sifflements). Nous étudierons ici le cas du sifflement du dauphin émis pour communiquer avec un de ses congénères.

Étapes de la méthode

  • Repérer la source sonore (qui produit les vibrations).
  • Repérer le récepteur sonore (qui reçoit les vibrations).
  • Repérer le milieu matériel de propagation entre la source et le récepteur. Attention : le son ne peut pas se propager dans le vide, c’est-à-dire sans milieu matériel (solide, liquide ou gaz).
  • Faire un schéma qui résume ces informations.

Corrigé :

Je m'entraine

16

Les bougies alignées.

On aligne des bougies allumées devant un hautparleur qui émet des sons graves discontinus. On observe que les flammes des bougies s’inclinent par vagues, en commençant par la bougie la plus proche du hautparleur.
17

Des scorpions qui chassent avec leurs pattes.

Le scorpion est capable de percevoir les vibrations sonores que ses proies créent en se déplaçant sur les dunes de sable.
18

Le bruit d’une tronçonneuse.

Pour le bucheron qui l’utilise, une tronçonneuse a un niveau sonore compris entre 95 dB et 115 dB.
19

Le bruit de deux camions.

« Le niveau sonore moyen à 20 m d’un camion diesel roulant à 50 km/h est de 85 dB. Donc le niveau sonore de deux camions sera : 2 x 85 = 170 dB.»
20

Le premier microphone.

Le premier microphone a été inventé en 1878. Il s’agissait d’un microphone à charbon : les vibrations sonores de l’air faisaient vibrer une membrane. Celle-ci faisait alors vibrer des grains de charbon situés contre elle. Cela entrainait des variations du courant électrique traversant le charbon.
21

Contrôle d’un scooter.

Il arrive que la police procède à des contrôles tels que celui illustré ci-dessous.
22

Le cinéma de science-fiction.

Dans certains films de science-fiction, on assiste à des combats acharnés entre vaisseaux spatiaux. Ces combats sont accompagnés de sons tous plus spectaculaires les uns que les autres.
23

Expérience avec deux diapasons.

On observe qu’en faisant vibrer un diapason, un second diapason (proche et identique au premier) se met aussi à vibrer.

Une notion, trois exercices

J'approfondis

25

Entendons-nous des sons sur la Lune ?

Les astronautes des missions Apollo 11 et 15 ont entendu des sons en provenance de la Lune lorsqu’ils la survolaient. Sur internet, certains commentaires parlent aujourd’hui d’« une musique extraterrestre ». Une autre possibilité est que ces sons proviennent d’interférences entre les différents systèmes de communication.
26

Un casque à conduction osseuse.

Les os du crâne conduisent les sons jusqu’à l’oreille interne. Ceux de basse fréquence sont mieux transmis ainsi que dans l’air. C’est pour cela que notre voix nous parait plus grave lorsque nous parlons que lorsque nous l’écoutons enregistrée. Cette conduction du son par les os est utilisée par le casque à conduction osseuse.
« La voix, c’est du souffle transformé en son. L’air des poumons est propulsé entre deux replis du larynx appelés « plis vocaux », ou plus couramment « cordes vocales ».
Parfois on peut produire des sons sans que les cordes vibrent, en prononçant des « Sss » par exemple. Lorsque les cordes vocales vibrent, on parle de « son voisé ». Cette vibration produit une onde sonore qui sera amplifiée par les cavités de résonance du conduit vocal (haut du larynx, pharynx, cavités de la bouche et du nez). Elle sera ensuite modelée par les articulateurs : langue, lèvres, voile du palais, mâchoires… Ainsi, chacun peut jouer avec sa voix et produire toutes sortes de sons. »
« La voix, l’expo qui vous parle! », Cité des Sciences et de l’Industrie, 2013-2014.
Doc. 2
La voix humaine
29

Niveau sonore en fonction de la distance.

Dans le cas d’un véhicule à moteur isolé (en physique, on dit que c’est une source ponctuelle), le niveau sonore reçu par un récepteur diminue de 6 dB si on double la distance.
30

Les capacités auditives des éléphants.

Les éléphants ont une ouïe très fine. Ils sont, de plus, capables d’entendre des sons inaudibles pour les hommes, qui peuvent se propager sur de grandes distances. Selon des recherches récentes, les éléphants entendraient même les sons de fréquence inférieure à 20 Hz émis par le déplacement des nuages !

Exercices supplémentaires

Fréquence (en HZ)Moins de 30030 à 300300 à 1 2501 250 à 16 000Plus de 16 000
Perception par l’hommeInaudibleSon graveSon médiumSon aigüeInaudible
NomInfrasonSon audible par l'HommeUltrason
Doc. 1
Perception du son en fonction de la fréquence.

Le lieu le plus silencieux au monde.

Le son, comme la lumière, peut être diffusé ou absorbé par les matériaux qu’il rencontre. Ces propriétés physiques sont volontairement mises à profit pour obtenir une bonne acoustique. Dans certains cas, on cherche à rendre le lieu le plus silencieux possible (9,3 dB).

Fabrique un stéthoscope.

Le chant des baleines.

Les baleines émettent une grande variété de sons qui leur permettent notamment de communiquer entre elles à de grande distances : on dit que les baleines “chantent”. Les baleines à bosses par exemple émettent des sons d’une fréquence de 30 Hz à 8 000 Hz avec un niveau sonore de 145 dB à 190 dB.

Dans le car scolaire.

Dans le car qui les conduit au collège , Raphaël écoute de la musique au casque. En voyant l’écran de son téléphone, sa voisine lui fait des grands signes pour qu’il enlève ses écouteurs.
Elle lui dit : "Tu écoutes de la musique trop fort, regarde le volume sonore indiqué sur ton écran. Tu es dans le rouge !"
Il lui répond : "Pas du tout , avec le bruit dans le car, j’entends à peine le musique !"

Parcours de compétences

Parcours de compétences

Ben Underwood est un aveugle qui repère les obstacles en écoutant l’écho des sons qu’il produit avec sa bouche. Il se déplace grâce à cette technique dans les endroits calmes, mais il utilise sa canne chaque fois qu’il y a du bruit ou de la musique.

Niveau 1 - J’ai compris le problème à résoudre.

Coup de pouce : Quels contextes de déplacement l’énoncé décrit-il ?

Niveau 3 - J’organise certaines étapes de mon raisonnement de façon pertinente.

Coup de pouce : Explique la relation entre le contexte sonore et la manière dont Ben repère les obstacles.

Niveau 2 - Je distingue certaines étapes du raisonnement.

Coup de pouce : Que faut-il expliquer, et quelle grandeur physique change d’un contexte de déplacement à l’autre ?

Niveau 4 - J’organise toutes les étapes du raisonnement permettant de résoudre le problème.

Coup de pouce : Décris le fonctionnement de la technique de Ben et ses limites son utilisation.

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«
La voix, c’est du souffle transformé en son. L’air des poumons est propulsé entre deux replis du larynx appelés « plis vocaux », ou plus couramment « cordes vocales ».
Parfois on peut produire des sons sans que les cordes vibrent, en prononçant des « Sss » par exemple. Lorsque les cordes vocales vibrent, on parle de « son voisé ». Cette vibration produit une onde sonore qui sera amplifiée par les cavités de résonance du conduit vocal (haut du larynx, pharynx, cavités de la bouche et du nez). Elle sera ensuite modelée par les articulateurs : langue, lèvres, voile du palais, mâchoires… Ainsi, chacun peut jouer avec sa voix et produire toutes sortes de sons. »
« La voix, l’expo qui vous parle! », Cité des Sciences et de l’Industrie, 2013-2014.
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