Nature et propagation du son, hauteur, intensité, vitesse
Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.
Exercice 1 — Questions de cours
1. Une source sonore est tout objet dont les vibrations mécaniques produisent un son. Exemple : les cordes d'une guitare vibrent et produisent un son lorsqu'on les pince.
2. Le son peut se propager dans les solides (ex. : bois, métal), les liquides (ex. : eau) et les gaz (ex. : air). Il ne se propage pas dans le vide, car il n'y a aucune particule de matière pour transmettre les vibrations.
3. La fréquence est le nombre de vibrations par seconde. Son unité est le hertz (Hz). La fréquence caractérise la hauteur du son : plus la fréquence est grande, plus le son est aigu ; plus elle est faible, plus le son est grave.
4. Une exposition prolongée devient dangereuse à partir de 85 dB. Deux conseils de protection :
Exercice 2 — Hauteur et fréquence
1. Classement des sons :
Exercice 3 — Vitesse du son et calcul de distance
1. La formule est : d = v × t
Exercice 4 — L'écho et le sonar
1. Un écho est un son réfléchi par un obstacle (mur, falaise, fond marin…) et entendu après le son direct, avec un retard perceptible. Pour percevoir un écho distinct, le retard entre le son direct et le son réfléchi doit être supérieur à environ 0,1 s (1/10 de seconde).
2. Calcul de la distance au banc de poissons :
L'impulsion sonore fait l'aller-retour : la durée pour aller jusqu'au banc de poissons est donc t/2 = 0,6/2 = 0,3 s.
On applique : d = v × (t/2)
d = 1 500 × 0,3 = 450 m
Le banc de poissons se trouve à 450 m du sonar.
3. On divise la durée par 2 car le son fait l'aller-retour : il parcourt la distance de l'émetteur à l'obstacle, puis revient à l'émetteur. La durée mesurée correspond donc au double du trajet aller seul. On divise par 2 pour obtenir uniquement la distance à l'obstacle.
Exercice 5 — Raisonnement
1. Les astronautes ne peuvent pas communiquer directement par la voix dans l'espace car l'espace est un vide (quasi-absence de matière). Or, le son est une onde mécanique qui a besoin d'un milieu matériel (solide, liquide ou gaz) pour se propager : sans particules à faire vibrer, le son ne peut pas se transmettre. C'est pourquoi ils utilisent des ondes radio (ondes électromagnétiques), qui elles se propagent dans le vide.
2. Comparaison des vitesses :
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