Restituer ses connaissances. Analyser.

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1 Thème : Habitat Chapitre 7 : Comment s isoler des bruits de voisinage? Cours livre p 157 à 165 Compétences et capacités spécifiques au chapitre (en bleu) Compétences et capacités générales évaluées Autoévaluation Je pense savoir faire Je ne pense pas encore savoir faire Remédiation (à compléter...) Exos 8 à 18 p168 à capsule de révision. Enoncer qu un milieu extérieur est nécessaire à la propagation d un son. Restituer ses connaissances Donner l ordre de grandeur de la célérité du son dans quelques milieux : air, liquide, solide. Citer les seuils de perception de l oreille humaine. Définir le niveau sonore. Citer l unité correspondante : le décibel (db) Définir quelques grandeurs physiques associées à une onde sonore ou ultrasonore : pression acoustique, amplitude, période, fréquence, célérité, longueur d onde. Citer les deux grandeurs influençant la perception sensorielle : l intensité et la fréquence d un son. S approprier. Associer la propagation d une onde à un transfert d énergie sans déplacement de matière, n 2 p 167 Cours I,, n 3 p 167 Classe inversée, cours II, AE n 8, n 5 p 167 Cours I, AE n 8 et AD n 10, n 6 p 167 Cours I, Cours II, AE n 8, n 1 p 167 Cours II, AE n 8, n 4 p 167 Extraire l information utile sur des supports variés AD n 10 Distinguer une onde longitudinale, d une onde transversale Analyser. Construire les étapes d une résolution de problème, conduire un raisonnement scientifique qualitatif ou quantitatif. Identifier les paramètres influençant un phénomène ; choisir les grandeurs à mesurer, l appareil de mesure., AE n 8, AD n 10 AE n 8 Justifier et/ou proposer un protocole AE n 8 Organiser et exploiter ses connaissances ou les informations extraites sur des supports variés. S appuyer sur ses connaissances et savoir- faire et sur les documents proposés pour enrichir l analyse. Réaliser AD n 10 AD n 10 Mesurer le niveau sonore. Cours II, AE n 8 Mettre en évidence expérimentalement les phénomènes de réflexion, de transmission ou d absorption d un son ou d un ultrason pour différents matériaux. Mesurer quelques grandeurs physiques associées à une onde sonore ou ultrasonore : pression acoustique, amplitude, période, fréquence, célérité, longueur d onde. Cours III, et AD n 10, n 7 p 168 Cours II, AE n 8 Effectuer des calculs littéraux ou numériques. Mettre en œuvre un protocole. AE n 8 Utiliser dans un contexte donné, le matériel de manière adaptée. AE n 8 Tracer un graphique AE n 8 Valider Interpréter les résultats, les mesures, rechercher les sources d erreur Faire preuve d esprit critique, discuter de la validité d un résultat, d une information, d une hypothèse, d une propriété, d une loi, d un modèle,... Communiquer Présenter sa démarche (phrases introductives, expressions littérales), argumenter simplement en faisant des phrases courtes et complètes. Présenter et écrire les résultats de manière adaptée (chiffres significatifs, unités, incertitudes,) Effectuer et organiser son travail à la maison Être autonome, faire preuve d initiative Travailler en équipe, partager des tâches, s engager dans un dialogue constructif, accepter la contradiction tout en défendant son point de vue, faire preuve de diplomatie, négocier et rechercher un consensus. Respecter ses camarades, son professeur et les lieux de travail AE n 8 Classe inversée,, AE n 8 Classe inversée,, AE n 8, AD n 10 Classe inversée,, AE n 8, AD n 10

2 I. Nature d un son. Activité documentaire n 11 évaluée : Nature d un son (Classe inversée + activité en groupe). Objectif général : Découvrir comment se propage un son et calculer la vitesse de propagation d'un son dans différents milieux. ü Associer la propagation d'une onde à un transfert d'énergie sans déplacement de matière. ü Distinguer une onde longitudinale d'une onde transversale. ü Énoncer qu'un milieu matériel est nécessaire à la propagation d'une onde sonore. ü Donner l'ordre de grandeur de la célérité du son dans quelques milieux : air, liquide, solide. Qu est-ce qu une onde? Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. Une onde transporte de l'énergie sans transporter de matière. On parle d onde progressive. Une onde peut être transversale ou longitudinale. Une onde peut être mécanique (milieu matériel indispensable à la propagation de la perturbation) ou électromagnétique (milieu matériel non indispensable à la propagation de la perturbation). ONDE LONGITUDINALE ONDE TRANSVERSALE Une onde mécanique progressive a la propriété de pouvoir se propager dans toutes les directions qui lui sont offertes, et à partir de sa source. On distingue les ondes progressives à une (corde), deux (vague) ou trois dimensions (son). Les ondes sonores. Le son est l'onde qui correspond à la vibration d un support qui se propage de proche en proche grâce aux propriétés élastiques du milieu. C est une onde mécanique progressive longitudinale à 3 dimensions. Si elle reste toujours basée sur le même principe, la propagation d'une onde sonore varie suivant que le milieu est compressible (air...) ou incompressible (eau, acier...). Pour un milieu compressible (le plus souvent un fluide), l onde sonore se déplace sous la forme d une variation de pression. Sans se déplacer réellement, les molécules présentes dans le milieu peuvent osciller autour de leur position d origine en avançant et reculant d une ou deux tailles, mais en revenant toujours à la position d origine. Par exemple pour un haut-parleur, la membrane externe avance et recule en fonction du son à émettre, ce qui génère une surpression ou une dépression pour les molécules en contact avec elles. De proche en proche cette variation de pression se propage aux autres molécules en s éloignant du haut-parleur.

3 L avancement de l onde correspond à la succession des zones de compression et de raréfaction. Ces zones passent successivement d un état à l autre, permettant à l onde d avancer. Dans un milieu non compressible, les molécules ont moins de liberté. Leurs déplacements relatifs sont d autant plus limités que le milieu est dense et solide. Le déplacement de l onde se fait également grâce au déplacement des atomes ou molécules, mais sur des distances beaucoup plus faibles. Vitesse du son. La vitesse de propagation v d une onde sonore dépend du milieu de propagation et de la température. Elle est plus importante dans les liquides et les solides que dans les gaz. Dans l air à 20 C, le son se déplace à une vitesse d environ 340 mètres par seconde. Lorsque la température de l air augmente, v augmente. II. Caractéristiques du son Activité expérimentale n 8 évaluée : Perception d un son (à réaliser par binôme en classe). Objectif général : Mettre en évidence les deux grandeurs influençant la perception sensorielle et déterminer expérimentalement comment varie le niveau d'intensité sonore en fonction de la distance à la source sonore. ü Citer les deux grandeurs influençant la perception sensorielle : l intensité et la fréquence d un son. ü Mesurer le niveau sonore. L amplitude, la période et la fréquence d un son. ü L'amplitude d une onde acoustique, notée A, est la valeur maximale de la pression acoustique. ü On appelle pression acoustique p en un point la différence entre la pression locale P variable avec le temps et la pression P0 qui régnait en ce point avant l arrivée de l onde. ü Dans le langage courant, l'amplitude et l'intensité d'un son sont souvent confondues, alors qu'il s'agit de deux grandeurs physiques qui sont directement liées mais différentes... ü La période, notée T, est l intervalle de temps séparant deux états vibratoires identiques et successifs d un point du milieu dans lequel l onde sonore se propage.

4 La fréquence, notée f, est le nombre de périodes par unité de temps ce qui correspond à l inverse de la période : f = 1/T, avec f en Hertz, et T en secondes ü La hauteur d un son est directement liée à la fréquence de l onde sonore. Plus la fréquence de l onde sonore est importante, plus le son est aigu. ü Les sons audibles pour les personnes ont une fréquence comprise entre 20Hz et Hz. L intensité sonore. On appelle intensité sonore I (on dit aussi intensité acoustique), la puissance P reçue par le récepteur par unité de surface S : Le niveau sonore. P s exprime en watt (W) ; S s exprime en m 2 et I en W.m -2 Le niveau sonore, noté L, est donné par la relation suivante : ü L en décibel (db) ü I en watt par mètre carré (W.m - 2 ) I0 est l'intensité sonore minimale audible : I0 = W.m -2, donc L=0 db si I=I0 Le niveau sonore se mesure avec un sonomètre.

5 Échelle des niveaux sonore. Le niveau sonore utilise une échelle logarithmique, ce qui implique une augmentation de 3dB pour une intensité multipliée par 2. Pour une distance à une source sonore multipliée par 2, le niveau sonore diminue de 6dB.

6 III. Isoler du son l habitat. Activité documentaire n 10 évaluée : S isoler du bruit extérieur (à réaliser en classe). Objectif général : Découvrir quelques points de la réglementation acoustique et des solutions pour la respecter. La loi de masse : Plus c est lourd, mieux ça isole. Autrement dit, à épaisseur égale, une cloison en béton isolera mieux qu une cloison en carreaux de plâtre, car à volume égal, le béton est plus lourd que le plâtre. La loi de masse-ressort-masse : Elle consiste à utiliser des parois doubles, comme des plaques de plâtre ou des cloisons en briques désolidarisées, séparées par un espace rempli avec une laine minérale, qui absorbe et dissipe l énergie. La loi d étanchéité : Là où l air passe, le bruit passe : sous les portes, par les conduits de cheminée, par les entrées d air, par les coffres de volets roulants et aussi par les défauts d étanchéité des parois. Une bonne isolation acoustique suppose une bonne étanchéité à l air.

7 Exercices formatifs Évaluation sommative