Le son, phénomène vibratoire

        LAVAUD Quentin:        Classe: 1ère Marine        Novembre 2020

DM 1: «Le son, phénomène vibratoire»

PRODUCTION D’UN SON

On a enregistré trois sons. Chacun a été produit par l’un des trois instruments suivants: un diapason, une flûte traversière, une guitare. Le son (La 3) produit par le diapason est un son pur. Les autres sons sont des sons composés.

1. En justifiant, identifier parmi les trois enregistrements représentés ci-dessous celui qui correspond au son produit par le diapason.

[pic 1]Le premier graphique nous indique que le signal est périodique mais non-sinusoïdal, c’est donc un son composé. Le second graphique nous montre que le son est une somme de fréquence, c’est donc un son composé. Enfin, le troisième graphique nous informe que le signal et périodique et sinusoïdal, c’est donc un son pur. Or on sait que le son du diapason est un son pur, on peut donc en conclure que le graphique C correspond au son émis par le diapason.

Graphique A: Variation d’un signal         Graphique B (Spectre d’un son)         Graphique C (Variation d’un signal)                                sonore en fonction du temps)

On suppose que, dans les enregistrements étudiés, le son produit par la guitare est plus aigu que celui produit par la flûte traversière.

2.a. Un son plus aigu correspond-il à une fréquence plus élevée ou plus basse ?

Un son plus aigu correspond à une fréquence plus haute.

2.b. Identifier, parmi les trois enregistrements représentés ci-dessus, celui qui correspond à au son produit par la flûte traversière et celui qui correspond à celui de la guitare. On fera apparaître les éléments de lecture permettant de répondre à la question.

Calcul de la fréquence émise dans le premier document :

f=[pic 2]

T=3ms=0.003s

Donc f==333.3Hz[pic 3]

La fréquence émise est donc de 333Hz

Lecture de la fréquence dans le second document :

La hauteur du son est émise par le fréquence fondamentale, on sait que fn=nf1, f1 désigne la fréquence fondamentale, donc elle est la fréquence la plus petite. La fréquence fondamentale, ici est égale à 0.45 kH, donc 450Hz.

333<450, puisque on sait que le son émis par la guitare est plus aigu que celui émis par la flute, on peut conclure que le graphique B correspond à la guitare tandis que le graphique A à la flûte.

Le tableau suivant donne les fréquences des notes de l’octave 3.

2.c. Identifier la note produite par la guitare et la note produite par la flûte traversière.

La note produite par la guitare est donc un La puisqu’elle a une hauteur de 450Hz et celle produite par la flûte traversière est donc un Mi puisqu’elle a une hauteur de 333Hz.

PERTE AUDITIVE APRE UN CONCERT

Fabrice a passé une soirée au concert donné par les élèves du lycée. Dans les semaines qui suivent, il ressent une grande fatigue et ne semble pas toujours entendre les questions qu’on lui pose. Ses parents lui reprochent d’écouter la musique trop fort. Inquiet, Fabrice passe des examens médicaux fonctionnels et anatomiques.

En utilisant les documents (page 2):

1. Montrer que la perte auditive moyenne de Fabrice sur les deux oreilles est comprise entre 40 et 45 dB.

Calcul de la perte auditive moyenne de l’oreille gauche :

A 500Hz -> 15-0=15dB

A 1000Hz -> 45-10=35dB

A 2000Hz -> 55-5=50dB

A 4000Hz -> 90-10=80dB

Pmg=(15+35+50+80)/4=180/4=45dB

Calcul de la perte auditive moyenne de l’oreille droite :

A 500Hz -> 20 – 5 = 15dB

A 1000Hz -> 35 – 5 = 30dB

A 2000Hz -> 50 – 5 = 45dB

A 4000Hz -> 90 - 10 = 80dB

Pmd = (15+30+45+80) / 4 = 170 / 4 = 42.5dB

Calcul de la perte auditive moyenne sur les deux oreilles :

Pmg - Pmd = 45 - 42.5 = 2.5  

Puisque -15 ≤≤ 15 : [pic 4]

Pm = 0.5 × Pmd + 0.5 × Pmg = 0.5 × 42.5 + 0.5 × 45 = 21.25 + 22.5 = 43.75dB

40 ≤≤ 45 donc la perte auditive moyenne de Fabrice sur les deux oreilles est de 43.75dB [pic 5]

1. Indiquer si les symptômes présentés par Fabrice correspondent à la perte auditive constatée.

Les symptômes présentés par Fabrice sont une grande fatigue, des difficultés à entendre les questions mais il monte également le volume de sa musique trop fort d’après ses parents. On apprend dans le tableau que pour une perte auditive se situant entre 40 et 70 décibels, l’individu en question perçoit mal les paroles, elles doivent être fortes afin qu’il les comprenne aisément, c’est pourquoi l’individu monte le son des télévisions, mp3 et autres appareils. De plus, suivre une conversation devient donc dur et fatiguant. On peut donc conclure que tous les symptômes de Fabrice (grande fatigue, difficultés à entendre et donc hausser le son des appareils), apparaissent dans la catégorie perte entre 40 et 70 décibels du tableau.