devoir de sciences physiques - Maths

NOM
date :
Bac pro
DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES
Exercice 1
Un oscilloscope fournit l’oscillogramme d’un instrument situé à 1,5 m d’un microphone.
Base de temps :
0,2 ms/div
1. Déterminer la période de ce son en seconde.
2. Calculer la fréquence de ce son.
3. Quel est la hauteur de ce son ?
20 Hz
Sons
inaudibles
Infrasons
200 Hz
2 000 Hz
20 000 Hz
Domaine de l’audibilité
Sons
graves
Sons
médium
Sons
aigus
Sons
inaudibles
Ultrasons
4. Un autre instrument produit un son de fréquence 1000 Hz. Ce son est-il plus aigu ou plus grave ?
5. Quel doit être le calibre de balayage de l’oscilloscope pour obtenir le même oscillogramme pour une
fréquence de 1250 Hz ?
Exercice 2
A l’aide des documents de l’annexe, répondre aux questions suivantes.
1. Selon les audiogrammes du doc. 1, quelle est la fréquence provoquant le plus de dommages à
l’oreille humaine lors d’une exposition prolongée au bruit ?
2. Quelles sont les fréquences extrêmes de la bande passante utilisée dans la conversation ?
3. Peut-on participer à une conversation à 1 m en présentant un déficit auditif à 4 000 Hz ?
Ph. Georges
Maths
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NOM
date :
Bac pro
4. Quel type de casque est le mieux adapté à la protection des oreilles d’un ouvrier travaillant en
milieu bruyant ?
5. Représenter sur le Doc. 2, le seuil d’audibilité de l’ouvrier ayant travaillé 20 ans sans protection en
milieu sonore.
Les documents utilisés sont extraits de rapports de l’I.N.R.S. (Institut National de Recherche et de
Sécurité) ou de la C.N.A.M. (Caisse Nationale d’Assurance Maladie).
Exercice 3
Lorsqu’un camion manœuvre en marche arrière, il émet 2 sons. Un son A émis par le moteur et un
son B émis pour indiquer la manœuvre.
Les caractéristiques des sons sont portées dans le tableau ci-dessous.
Fréquence f (Hz)
Niveau d’intensité sonore L (dB)
Son A
250
95
Son B
4 000
90
1. Indiquer le son le plus aigu
2. L'ensemble de courbes de la figure ci-dessous est appelée diagramme de Fletcher et Munson. Il
représente les courbes d'égale sensation sonore d'une oreille humaine normale en fonction de la
fréquence. Les sons situés sur une même courbe sont perçus de la même façon par l’oreille humaine.
Reporter les points A et B correspondants aux deux sons.
3. Indiquer le son le mieux perçu.
Ph. Georges
Maths
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NOM
date :
Bac pro
ANNEXE
(à rendre avec la copie)
Doc 1
Audiogrammes
Exemple de
déficit auditif
sous l’effet de
l’exposition
au bruit.
Doc 2
Champ auditif humain
Doc 3 Casques
Ph. Georges
Maths
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NOM
date :
Bac pro
Correction du DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES
Exercice 1
Un oscilloscope fournit l’oscillogramme d’un instrument situé à 1,5 m d’un microphone.
Base de temps :
0,2 ms/div
1. Période de ce son :
T = 8  0,2
2. Fréquence de ce son :
T = 1,6 ms
f = Error!
T = 1,6.10 – 3 s
f = Error!
f = 625 Hz
3. Ce son est un son médium car sa fréquence est comprise entre 200 Hz et 2 000 Hz.
4. Un autre instrument produit un son de fréquence 1000 Hz. Ce son est plus aigu.
5. Le calibre de balayage de l’oscilloscope pour obtenir le même oscillogramme pour une fréquence de
1250 Hz est de 0,1 ms/div. Comme la fréquence est double de celle de 625 Hz, la période sera moitié.
Exercice 2
1. La fréquence provoquant le plus de dommages à l’oreille humaine lors d’une exposition prolongée
au bruit est 4000 Hz.
2. Les fréquences extrêmes de la bande passante utilisée dans la conversation sont 250 Hz et 3 000 Hz.
3. On participer à une conversation à 1 m en présentant un déficit auditif à 4 000 Hz car cette
fréquence n’appartient pas au champ auditif.
4. Le casque le mieux adapté à la protection des oreilles d’un ouvrier travaillant en milieu bruyant est
le casque n°335-90 car il affaiblit plus fortement les fréquences autour de 4000 Hz
5. Représenter sur le Doc. 2, le seuil d’audibilité de l’ouvrier ayant travaillé 20 ans sans protection en
milieu sonore.
Ph. Georges
Maths
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NOM
date :
Bac pro
Les documents utilisés sont extraits de rapports de l’I.N.R.S. (Institut National de Recherche et de
Sécurité) ou de la C.N.A.M. (Caisse Nationale d’Assurance Maladie).
Exercice 3
Lorsqu’un camion manœuvre en marche arrière, il émet 2 sons. Un son A émis par le moteur et un
son B émis pour indiquer la manœuvre.
Les caractéristiques des sons sont portées dans le tableau ci-dessous.
Fréquence f (Hz)
Niveau d’intensité sonore L (dB)
Son A
250
95
Son B
4 000
90
1. Le son le plus aigu est le son B
2. L'ensemble de courbes de la figure ci-dessous est appelée diagramme de Fletcher et Munson. Il
représente les courbes d'égale sensation sonore d'une oreille humaine normale en fonction de la
fréquence. Les sons situés sur une même courbe sont perçus de la même façon par l’oreille humaine.
Reporter les points A et B correspondants aux deux sons.
3. Le son le mieux perçu est le son B car il se trouve au dessus de la courbe d’égale sensation auquel
appartient le son A.
Ph. Georges
Maths
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NOM
date :
Bac pro
ANNEXE
(à rendre avec la copie)
Doc 1
Audiogrammes
Exemple de
déficit auditif
sous l’effet de
l’exposition
au bruit.
Doc 2
Champ auditif humain
Doc 3 Casques
Ph. Georges
Maths
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