L'atelier des apprentis

✔ Déterminez graphiquement la fréquence fondamentale d'un son

Le diapason est un instrument utilisé par les musiciens pour s'accorder. En effet, s'il est parfaitement dimensionné, la vibration de la partie métallique permet la production d'un son de fréquence f, utilisé pour l'accordage des instruments.

1. Justifiez que le son associé au signal ci-contre est un son pur.

2. Déterminez la durée \Delta t de quatre périodes du signal. Déduisez la période T du signal.

La relation liant f et la période T est :

3. Calculez la fréquence f du son produit par un diapason.

✔ Relier graphiquement niveau d'intensité sonore et intensité sonore

Le réflexe stapédien est un réflexe de protection de l'oreille interne qui lui permet de se protéger des sons de trop forte intensité en bloquant partiellement la transmission du son (au niveau du marteau et de l'étrier). Il se déclenche aux environs de L= 80 dB.

1. Un son est émis à proximité d'une oreille, avec une intensité sonore de 0,5 W·m^-2 lorsqu'il atteint le tympan. Déterminez graphiquement le niveau d'intensité sonore L en décibel (dB) à l'aide de l'échelle

p. 204.

2. Précisez si ce son est partiellement bloqué. Justifiez.

3. Si l'intensité sonore I est divisée par deux, le son serat-il partiellement bloqué ? Justifiez.

✔ Relier qualitativement la fréquence fondamentale du signal émis aux caractéristiques d'une corde vibrante

Le piano est un instrument de musique à cordes frappées. On rappelle que la fréquence fondamentale f_{1} du son est liée à la longueur de la corde \ell par la relation f_{1}=\frac{a}{\ell} avec a un coefficient à déterminer par la suite.

1. Précisez comment évolue la fréquence fondamentale du son f_{1} produit par une corde de piano si l'on augmente sa longueur \ell.

2. Calculez le coefficient a, en hertz-mètre (\mathrm{Hz} \cdot \mathrm{m}), pour une corde accordée en l a_{3} à 440 \mathrm{~Hz} dont la longueur est égale à 85 \mathrm{~cm}.