Chargement de l'audio en cours
Plus

Plus

Exercices Objectif Bac
P.485-486

Mode édition
Ajouter

Ajouter

Terminer

Terminer




Objectif
Pictogramme de Bac





Comprendre les attendus

43
Drone

REA/MATH : Utiliser des outils mathématiques
REA : Appliquer une formule

D’après le sujet Bac S, Pondichéry, 2016.
Drone

On considère un drone piloté par un téléphone portable via une connexion Wifi utilisant des ondes de fréquence GHz avec une puissance de mW.
L’atténuation A est définie par :
 : atténuation (dB)
 : puissance émise (W)
 : puissance reçue (W)

Dans le cas qui nous intéresse ici, on peut écrire :
 : distance à la source (m)
 : distance de référence égale à m

1. Calculer l’atténuation du signal lorsque le drone se situe à m du téléphone.


2. En déduire la puissance sonore reçue.


3. Comparer la fréquence de l’onde émise par le téléphone et celle reçue par le drone lorsque celui-ci s’éloigne à une vitesse de m·s-1. Estimer l’écart de fréquence.


Donnée

    • Expression du décalage en fréquence Doppler-Fizeau :



Détails du barème

TOTAL /  5 pts
1. Identifier la formule à utiliser.
0,5 pt
Effectuer l’application numérique.
0,5 pt
2. Isoler algébriquement .
1 pt
Réaliser l’application numérique.
0,5 pt
3. Proposer une inégalité correcte.
0,5 pt
Calculer et l’écart de fréquence.
2 pts
Voir les réponses

44
Casque à réduction active de bruit

APP : Extraire l’information utile
VAL : Analyser des résultats
D’après le sujet Bac S, 2014.

La réduction active de bruit consiste à supprimer le bruit résiduel dans les oreillettes par émission d’un signal appelé « anti-bruit ». Le doc. 1 présente le niveau d’intensité sonore mesuré en fonction de la fréquence dans les situations suivantes :
  • sans casque (cas n°1) ;
  • avec casque en réduction passive (cas n°2) ;
  • avec casque en réduction passive et active (cas n°3).


1. Identifier approximativement les domaines de fréquence pour lesquels :
  • seule la réduction passive est efficace ;
  • seule la réduction active est efficace ;
  • les deux réductions sont efficaces.


On mesure l’intensité sonore lorsque le bruit et l’anti-bruit sont émis simultanément dans trois situations (doc. 2). Le niveau sonore du bruit et de l’anti-bruit lorsqu’ils sont émis seuls est de dB.

2. a. Préciser dans quelle situation l’intensité sonore est la somme des intensités des sons pris séparément


b. Déterminer la situation qu’il faut retenir pour le dispositif de réduction active du bruit.
Voir les réponses

Doc 1
Trois situations différentes


Trois situations différentes

Évolutions du niveau d’intensité sonore en fonction de la fréquence.

Doc 2
Variation de l’intensité sonore

Situation a b c
Verrouillage de phase Non En phase En opposition de phase
Niveau sonore (dB)

45
Grand jeté

RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents
COM : Rédiger un compte-rendu scientifiquement rigoureux

D’après le sujet Bac S, Amérique du Sud, 2016.

Lors d’un ballet, la pianiste joue une série de successifs pendant que le danseur effectue un saut appelé grand jeté. À la fin de la représentation, le danseur affirme avoir perçu des notes différentes et pense que la pianiste a mal joué pendant le grand jeté. Cette dernière conteste et affirme avoir bien joué la même note.

Note
Fréquence (Hz)


1. Déterminer la distance horizontale parcourue par le danseur pendant le grand jeté. En déduire sa vitesse horizontale moyenne.


2. Déterminer l’écart relatif entre la fréquence jouée par la pianiste et celle perçue par le danseur.


3. Expliquer le désaccord entre la pianiste et le danseur.
Voir les réponses

Données
  • Expression du décalage Doppler dans cette situation :
  • Vitesse du son dans l’air : : m·s-1

Doc 1
Trajectoire du centre de masse du danseur

Trajectoire du centre de masse du danseur

Doc 2
Écart relatif

L’écart relatif entre une valeur de référence et une autre valeur s’exprime :
Une oreille humaine moyenne est capable de distinguer une différence de hauteur entre deux sons successifs si l’écart relatif est au moins de %. Pour une oreille entraînée, ce seuil est d’environ %.

46
Preuve de l’expansion de l’univers

APP : Extraire l’information utile
VAL : Analyser des résultats

D’après le sujet Bac S, Polynésie, 2013.

Du fait de l’effet Doppler, le spectre des galaxies s’éloignant de la Terre est décalé vers le rouge : on parle de redshift.

1. Déterminer la longueur d’onde médiane du doublet du calcium dans le spectre de la galaxie NGC 691.


2. Sur Terre, la longueur d’onde médiane de ce doublet est nm. Calculer le redshift .


3. Calculer la vitesse d’éloignement de cette galaxie.
Voir les réponses

Données
  • Expression du décalage en longueur d’onde Doppler-Fizeau :
  • Célérité de la lumière dans le vide : m·s-1
  • Expression du redshift :

Doc 1
Décalage vers le rouge

En 1930, Edwin Hubble a constaté expérimentalement que plus les galaxies sont lointaines, plus leur spectre présente un décalage vers le rouge important. Quand ce redshift, noté , est petit ( ), il est égal à :
 : redshift (m)
 : constante de Hubble (s-1)
 : distance de la galaxie (m)
 : célérité de la lumière dans le vide (m·s-1)
Ce décalage est traditionnellement interprété comme une conséquence de la vitesse d’éloignement des galaxies. Néanmoins, cette interprétation est erronée dans le cadre de la relativité générale pour des valeurs de supérieures à , par exemple pour des galaxies ou des quasars lointains dont les valeurs de peuvent valoir jusqu’à ou .

Doc 2
Spectre de la galaxie NGC 691

Spectre de la galaxie NGC 691
Utilisation des cookies
En poursuivant votre navigation sans modifier vos paramètres, vous acceptez l'utilisation des cookies permettant le bon fonctionnement du service.
Pour plus d’informations, cliquez ici.