Collège · 3ᵉ · Physique
Ondes mécaniques et son
Modélisation d'une onde, période, fréquence, célérité du son
À propos de cette page
Ce devoir surveillé sur « Ondes mécaniques et son » en troisième permet de faire le point sur ses connaissances en physique, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de troisième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Le son : une onde mécanique, Période et fréquence : lire un oscillogramme, Hauteur, intensité, timbre, La célérité du son : d = v × t. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de troisième en physique.
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé · Physique
Ondes mécaniques et son
Nom : ……………………………………………
Prénom : ……………………………………………
Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Télécharge le sujet en PDF, travaille sur une feuille sans aide, puis vérifie avec le corrigé téléchargeable ci-dessous.
Exercice 1 — Mesurer la vitesse du son (démarche expérimentale)
/ 4 pts- Des élèves placent deux microphones face à un claquoir et mesurent, à l'oscilloscope, le retard Δt entre les deux signaux pour plusieurs distances d entre les micros.
Expliquer pourquoi le second micro reçoit le signal après le premier, et pourquoi cette expérience serait impossible dans le vide.d (m) 0,50 1,00 1,50 2,00 Δt (ms) 1,5 2,9 4,4 5,9 - Calculer la célérité du son pour chaque mesure, puis la valeur moyenne.
- Expliquer pourquoi la mesure faite avec d = 2,00 m est plus fiable que celle faite avec d = 0,50 m.
- Prévoir le retard que l'on mesurerait avec d = 5,10 m dans l'air, puis dans l'eau (1 480 m/s).
Exercice 2 — Trois sons à l'oscilloscope (lecture d'un tableau)
/ 4 pts- On enregistre trois sons A, B et C. Le tableau résume ce que montre l'oscilloscope.
Calculer la fréquence de chacun des trois sons.Son Période lue Amplitude Forme du motif A (piano) 2,0 ms 3 divisions motif dentelé B (flûte) 2,0 ms 5 divisions motif arrondi C (sifflet) 0,5 ms 3 divisions motif arrondi - Quel est le son le plus aigu ? le plus fort ? Justifier à partir du tableau.
- A et B correspondent-ils à la même note ? Quelle caractéristique permet à l'oreille de reconnaître le piano de la flûte ?
- Les trois sons sont-ils audibles ? Un quatrième son D a une fréquence de 25 kHz : calculer sa période et dire s'il est audible.
Exercice 3 — Le sonar d'un bateau de pêche (calculs)
/ 4 pts- Le sonar émet des impulsions de 50 kHz vers le fond de la mer et reçoit l'écho du fond 0,64 s plus tard. Célérité du son dans l'eau : 1 500 m/s. Préciser la nature de l'onde émise (type d'onde, domaine de fréquence, audible ou non).
- Calculer la profondeur de la mer sous le bateau.
- Un banc de poissons renvoie un écho après 0,21 s. À quelle profondeur se trouve-t-il ?
- Le même appareil, utilisé dans l'air, reçoit l'écho d'un obstacle après 0,64 s. Calculer la distance de l'obstacle et expliquer pourquoi elle est différente de la réponse b).
Exercice 4 — Concert et santé auditive (lecture d'un tableau)
/ 4 pts- Durées d'exposition sans risque selon le niveau sonore (recommandations de santé publique) :
Quelle grandeur du signal sonore augmente lorsque le niveau sonore augmente ? Quelle grandeur reste inchangée si la note jouée est la même ?Niveau sonore 85 dB 88 dB 91 dB 94 dB 97 dB 100 dB Durée maximale 8 h 4 h 2 h 1 h 30 min 15 min - Énoncer la règle qui apparaît dans le tableau, puis calculer la durée maximale à 103 dB et à 106 dB.
- Devant la scène, le niveau atteint 106 dB. Des bouchons d'oreilles atténuent de 22 dB. Quel niveau est perçu ? L'exposition pendant un concert de 2 h est-elle alors sans risque ?
- Un spectateur est à 68 m de la scène. Calculer le retard du son par rapport à l'image (340 m/s) et expliquer ce qu'il observe en regardant le batteur.
Exercice 5 — Vrai ou faux argumenté, et prise d'initiative
/ 4 pts- « Un son aigu se propage plus vite qu'un son grave. » Vrai ou faux ? Justifier.
- « Sur la Lune, un marteau qui tombe sur un rocher ne produit aucun son. » Vrai ou faux ? Justifier.
- Un élève mesure 5 périodes en 12,5 ms sur un oscillogramme et écrit : f = 1 / 12,5 = 0,08 Hz. Relever ses deux erreurs et donner la fréquence correcte.
- Une randonneuse crie face à une paroi et entend l'écho 1,5 s plus tard. Elle marche vers la paroi ; 5 min plus tard, l'écho revient après 0,6 s. De quelle distance s'est-elle rapprochée, et à quelle vitesse moyenne a-t-elle marché (en m/s puis en km/h) ? Toute démarche sera valorisée.
Ce contrôle de physique 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Ondes mécaniques et son » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Mesurer la vitesse du son (démarche expérimentale)/ 4 pts
- Exercice 2 — Trois sons à l'oscilloscope (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 3 — Le sonar d'un bateau de pêche (calculs)/ 4 pts
- Exercice 4 — Concert et santé auditive (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 5 — Vrai ou faux argumenté, et prise d'initiative/ 4 pts
Notions évaluées
Le son : une onde mécanique, Période et fréquence : lire un oscillogramme, Hauteur, intensité, timbre, La célérité du son : d = v × t, L'écho et le sonar, Pour aller plus loin : la longueur d'onde.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
Voir tous les contrôles de physique 3ᵉ · tous les devoirs surveillés corrigés
Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Ondes mécaniques et son » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Ondes mécaniques et son » du programme officiel de physique en troisième, soit Le son : une onde mécanique, Période et fréquence : lire un oscillogramme, Hauteur, intensité, timbre, La célérité du son : d = v × t.
Bloqué sur ce chapitre ?
Cours particuliers de physique à Marseille, en présentiel ou à distance — un prof qui s'adapte à ton rythme et reprend ce qui coince.
Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs