La chauve-souris ou les éléphants émettent-ils des sons audibles?

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1 Objectifs : - mesurer la période, calculer la fréquence d un son pur ; - mesurer le niveau d intensité acoustique à l aide d un sonomètre ; - produire un son de fréquence donnée à l aide d un GBF et d un haut-parleur ; - classer les sons du plus grave au plus aigu connaissant leurs fréquences. La chauve-souris ou les éléphants émettent-ils des sons audibles? I. ANALYSE D UN SON Expérience 1 Son d un diapason Matériel : - Interface d acquisition EXAO (Expérience Assistée par Ordinateur) - Capteur sonomètre à branche sur - Ordinateur - Diapason - Caisse de résonance 1. Placer le capteur sonomètre à l entrée de la caisse de résonance du diapason. 2. Ouvrir le logiciel d acquisition Latis PLP. 3. Paramétrer la fenêtre d acquisition 4. Cocher "Mode permanent" 5. Lancer l acquisition en cliquant sur 6. Arrêter l acquisition à l aide de la touche "Échap" 7. que constate-t-on? Réaliser un clic droit dans la fenêtre et choisir l outil "Réticule". Sélectionner une période en faisant un double clic sur le début de la période Puis glisser le réticule jusqu à la fin de la période. 9. Mesurer ainsi la période T du signal transmis au sonomètre. T = Calculer la fréquence du signal reçu.... Remarque : lorsque le diapason vibre, il émet une onde sonore. Ces vibrations font osciller les molécules contenues dans l air à proximité du diapason. Cette onde se propage de proche en proche et transporte de l énergie mécanique. Définition : Remarque : Un son pur est un signal sinusoïdal. Les sons émis par des instruments de musique sont souvent des signaux périodiques non sinusoïdaux TP ACOUSTIQUE Tous les sons sont-ils audibles? 01/04/2014

2 Application : Certains sons peuvent être associés à des notes de musique ; identifiées par la valeur, en hertz, de leur fréquence. Entourer sur le document technique ci-dessous, les notes émises par le diapason. 11. Émettre un son du type "Laaaaa" et lancer l acquisition 12. Mesurer la période T La =... Calculer la fréquence de votre "la" Conclure. Expérience 2 : reproduction d un son à l aide d un générateur de basses fréquences (GBF) Matériel : - interface Sysam V6 EXAO - capteur sonomètre - ordinateur - haut-parleur - GBF Système d acquisition Fenêtre d acquisition GBF Capteur microphone 5 cm 1. Régler le GBF pour qu il délivre une tension alternative sinusoïdale de fréquence f =1000Hz et une amplitude à mi-course. 2. Lancer l acquisition 3. Arrêter l acquisition en appuyant sur la touche "Échap" 4. Relever la période T =... et calculer la fréquence f =...

3 5. Comparer cette fréquence avec celle affichée sur le GBF. II TOUS LES SONS SONT-ILS AUDIBLES? Expérience 3 : Matériel : - Haut-parleur - GBF Le professeur augmente progressivement la valeur de la fréquence du son émis en annonçant régulièrement les différentes valeurs. Chaque élève note : - la valeur de la première fréquence f 1 audible. f 1 =.. - la valeur de la fréquence maximale audible f 2. f 2 =.. Calculer la valeur moyenne des deux fréquences pour la classe. Remarques : - la sensibilité maximale de l oreille se situe autour de 3000Hz. - la sensibilité auditive baisse avec l âge et dès 25ans, les fréquences les plus élevées (supérieures à 16000Hz) ne sont plus perçues. Conclusion :

4 Réponse à la question : La chauve-souris ou les éléphants émettent-ils des sons audibles? Les ondes émises par les chauves-souris sont proches de Hz et celles des éléphants proches de 15Hz. Certains phénomènes naturels (tremblements de terre, tsunamis ) s accompagnent d infrasons. Expliquer le comportement de certains animaux (éléphants, oiseaux) peu de temps avant l arrivée de ces catastrophes. III COMMENT MESURER LE NIVEAU SONBORE D UN SON? Quelle est l autre caractéristique perceptible à l oreille?. Un appareil de mesure appelé permet de mesurer le. exprimé en. Expérience 5: De quoi dépend le niveau d intensité acoustique d un son?

5 10- Que constate-t-on? 11- Lorsque l on double la tension aux bornes du haut-parleur de combien augmente-t-on le niveau d intensité acoustique?

6 IV EXERCICES EXERCICE 1 Le son émis par la tonalité du téléphone est capté par un microphone relié à un dispositif de visualisation. Les réglages du dispositif sont : - sensibilité horizontale : 1ms/div - sensibilité verticale : 0,5V/div 1. A partir de la courbe déterminer, en seconde, la période T du signal. 2. Calculer, en HZ, la fréquence f du signal. 3. Pour la note appelée La 3 la fréquence est de 440Hz. Que peut-on conclure pour la tonalité du téléphone? EXERCICE 2 Les vibrations ci-dessous font-elles partie du domaine audible des humains? - les salves des chauves-souris sont émises à 60kHz. - Pour un colibri on dénombre 5400 battements d ailes par minute. - Pour certains barrissements d éléphants on compte 720 vibrations par minute. - Un dauphin émet un sifflement de 10kHz. EXERCICE 3 Pour chacun des enregistrements suivants : 1. Déterminer la valeur de la période en secondes. 2. Calculer la fréquence du signal. Oscillogramme a : durée de balayage 0,5ms/div Oscillogramme b : durée de balayage 2ms/div Oscillogramme c : durée de balayage 5ms/div 3. Classer les sons du plus aigu au plus grave. EXERCICE 4 La voile d un bateau «siffle sous le vent» avec un niveau d intensité sonore de 52dB. 1. Avec l échelle ci-dessous, encadrer le sifflement de la voile par deux bruits. 2. La période de ce sifflement est T = 0,002s. Calculer sa fréquence. 3. Préciser le type de son entendu par le véliplanchiste.

7 EXERCICE 5 Le haut-parleur dont une photo et une partie des caractéristiques sont données ci-dessus est-il adapté pour : - émettre des sons graves? - retransmettre une conversation normale? - émettre des ultrasons? - ne pas créer de douleurs chez ses auditeurs?