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Enseignement scientifique 1re

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ACTIVITÉ DE GROUPE


3
La fondamentale d’une corde vibrante




Ce que j’ai déjà vu

  • Utiliser une série de mesures pour déterminer le modèle mathématique liant deux grandeurs physiques

Groupe 1
Modélisation d’une série de mesures


Instant
maths

Retrouvez des rappels de cours et des exercices d’application sur le tracé, la lecture d’un graphique et la modélisation p. 269.

Doc. 2
La corde de Melde : mesures

Longueur de la corde ll (cm) Fréquence du fondamental ff (Hz)
85 15,0
80 15,8
75 16,8
70 17,2
65 18,8
60 20,4
55 22,8
Mesures déterminant la fréquence fondamentale en fonction de la longueur de la corde.

Indicateurs de réussite






Doc. 1
La corde de Melde : dispositif

La corde de Melde

Le dispositif expérimental utilisé, appelé expérience de la corde de Melde en hommage au physicien allemand Franz Melde, permet de déterminer la fréquence fondamentale ff d’une corde vibrante. La fréquence fondamentale est la plus petite fréquence à laquelle la corde vibre naturellement.

Pour une corde de longueur ll, on repère la fréquence fondamentale comme étant la fréquence pour laquelle la corde ne forme qu’un seul fuseau.

Travaux pratiques : expérience de la corde de Melde.

    Mesurer la longueur ll entre le générateur de vibrations et la poulie.
    Allumer le générateur de vibrations.
    Ajuster la fréquence ff de vibrations pour obtenir l’amplitude de vibrations de la corde la plus élevée possible pour un seul fuseau.
    Relever la fréquence fondamentale ff.

Liste du matériel disponible :

  • générateur de vibrations ;
  • corde vibrante ;
  • masselotte de 100 g ;
  • poulie.

Groupe 2
Les frettes d’une guitare


Doc. 3
Les constituants d’une guitare

Les constituants d’une guitare


Une guitare électrique est constituée de trois grands éléments :
la tête sur laquelle se situent le sillet et les mécaniques permettant de modifier la tension des cordes ;
le manche sur lequel sont disposées des frettes métalliques perpendiculaires à l’axe du manche ;
le corps où sont positionnés les micros, les boutons de réglage et le chevalet.

Instant
maths

Retrouvez des rappels de cours et des exercices d’application sur le tracé, la lecture d’un graphique et la modélisation p. 269.

Doc. 4
Les fréquences obtenues

Pour modifier la fréquence fondamentale ff du son émis par une corde, le guitariste appuie sur celle-ci au niveau d’une case, entre deux bornes métalliques appelées frettes. Cette action permet de raccourcir la longueur ll de corde vibrante jusqu’à la frette qui suit la position du doigt.

Numéro de la frette
(en partant du haut)
Fréquence du fondamental
ff (Hz)
0 82
1 87
2 93
3 98
4 104
5 110
6 117
7 123
Fréquences du fondamental obtenues en fonction du numéro de la frette en contact avec la corde.

Indicateurs de réussite








Les instruments à cordes, qu’ils soient à cordes pincées comme la guitare, à cordes frottées comme le violon ou à cordes frappées comme le piano, produisent des sons grâce à la vibration d’une ou de plusieurs cordes simultanément.

➜ Quelle relation existe-t-il entre la longueur d’une corde et la fréquence du son produit ?

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