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Objectif : Revoir les relations liant intensité sonore I et niveau d'intensité sonore L.
Objectif : Découvrir l'effet Doppler par la cinémométrie.
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A
Niveau d'intensité sonore
Matériel nécessaire
Deux smartphones
Application Phyphox
Mètre-ruban
Camarade qui apprécie la course
Le bruit est omniprésent ! Même dans les lieux les plus
calmes, nous sommes soumis en permanence à des
sons résiduels (grésillements d'appareils, passages dans
la rue, etc.).
Dans cette partie, on cherche à étudier l'influence de la
distance d à une source sonore L sur le niveau d'intensité
sonore perçu. Pour cela, on exploite les capteurs
présents dans les smartphones à l'aide de l'application
Les positionner parallèles l'un et l'autre sur une
table ou un bureau avec un écart entre les deux
téléphones de 1 cm pour commencer.
Sur le premier téléphone, lancer le mode Générateur
de son pour émettre un bruit de puissance
sonore constante.
Sur le second téléphone, lancer le mode Intensité
sonore.
Mesurer, silencieusement, les niveaux d'intensité
sonore L pour différentes valeurs de e sur une distance
totale d'environ 1 m.
1. Sur un tableur-grapheur, représenter l'évolution de L en fonction de e.
2. Calculer une nouvelle grandeur correspondant à
l'intensité sonore I liée à L selon :
L=10log(I0I)
La grandeur I0 correspond à l'intensité de référence
égale à I0=10−12 W⋅m-2.
3. Représenter l'évolution de I en fonction de e.
Dessinez ici
L'intensité sonore I est une grandeur inversement proportionnelle au carré de la distance d entre la source et le récepteur.
4. En effectuant un calcul automatique judicieux,
vérifier cette affirmation.
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B.
Effet Doppler
L'application Phyphox permet également, lorsque l'on est en possession de deux smartphones, de déterminer une vitesse. On se propose de réaliser la mesure d'une vitesse de course d'une personne avec cette application.
Protocole de mesure
Pour le premier téléphone, aller dans le mode Générateur de son. Régler la fréquence sur 1000 Hz et lancer l'émission en augmentant au maximum le
volume du haut-parleur.
Pour le second téléphone, aller dans le mode Effet Doppler. Régler la fréquence de référence sur 1000 Hz.
Avec le premier téléphone, le camarade se met à courir à vitesse constante en direction du second téléphone en partant d'une distance d'environ 10 m. Au moment du démarrage, le mode Effet Doppler doit être lancé par la deuxième personne.
Une fois le téléphone dépassé, le coureur continue sa course en s'éloignant.
Arrêter l'acquisition une fois le coureur suffisamment éloigné.
1. Comparer les fréquences émises et reçues. Les
fréquences reçues lorsque le coureur s'approchait du deuxième téléphone caractérisent-elles un son reçu plus aigü ou plus grave ? Qu'en est-il lorsqu'il s'éloignait ?
2. Comparer les deux vitesses, avant et après approche. Le coureur a-t-il couru à vitesse constante ?
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