I- Le son émis par un appareil est visualisé par l`oscillogramme ci
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1 Bac Pro date : DEVOIR DE SCIENCES PHYSIQUES I- Le son émis par un appareil est visualisé par l'oscillogramme ci-dessous. Base de temps : 0,5 ms/div 1. Déterminer la période de ce son. 2. Calculer la fréquence de ce son. 3. En déduire la longueur d'onde du son émis sachant que la célérité dans l'air est de 340 m/s. 4. 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 5. Un autre instrument produit un son de fréquence 1000 Hz. Ce son est-il plus aigu ou plus grave ? II- Pour repérer les insectes et les obstacles, les chauves souris utilisent l’écholocation, c’est à dire qu’elles émettent des signaux ultrasoniques d’une fréquence comprise entre 50 kHz et 120 kHz, par salves. La précision sur la mesure de la distance effectuée ainsi est de l’ordre de la longueur d’onde du signal utilisé. 1. Calculer la précision avec laquelle une chauve souris repère un insecte en utilisant une fréquence de 100 kHz. 2. En terrain dégagé, une chauve souris presque immobile reçoit l’écho de sa salve 0,7 s après son émission. A quelle distance de l’obstacle se trouve-t-elle ? On prendra cair = 340 m/s. III- Transmission d’un signal sonore par fibre optique Recopier et compléter la chaîne de transmission en utilisant les expressions suivantes : Convertisseur signal lumineux – signal électrique Convertisseur signal électrique – signal lumineux Convertisseur signal électrique – signal sonore Convertisseur signal sonore – signal électrique Source sonore Ph. Georges Fibre Optique Sciences Récepteur 1/3 1 Bac Pro date : IV- Lors de la séance de travaux pratiques avec EXAO, on a obtenu l’enregistrement suivant. Le clap a été réalisé à 96 cm du micro et la température dans la salle est de 26 °C. 0,002649 1. Déterminer la célérité du son c dans l’air dans les conditions de l’expérience. 2. L’expression théorique du son exprimée en m/s est : cth = (331,5 + 0,6 θ) θ : température ambiante en °C. avec Calculer la valeur théorique cth de la célérité du son. 3. Calculer l’expression de l’erreur relative en % et conclure. e = Error! 100 I- Le son émis par un appareil est visualisé par l'oscillogramme ci-dessous. Ph. Georges Sciences 2/3 1 Bac Pro date : 1. T = 4 0,5 T = 2,0 ms T = 2,0.10 – 3 s 2. f 500 Hz 2. = c T = 340 2,0.10 – 3 0,680 m Source sonore II- les chauves souris 1. 3,4 mm Convertisseur 2. 119 m (compter le temps aller et le temps retour). Sonore – Électrique III- Transmission d’un signal sonore par fibre optique IV- Convertisseur 1. célérité du son c dans l’air : c = Error! c = 362 m/s Électrique – Lumineux 2. L’expression théorique du son exprimée en m/s est : cth = (331,5 + 0,6 θ) avec cth = (331,5 + 0,6 26) cth = 347 m/s 3. Expression de l’erreur relative en % : e = Error! 100 θ = 26 °C. Fibre optique e = Error! 100 e 4,3 % Convertisseur La mesure est acceptable. La mesure de la distance présente la plus grande imprécision. Lumineux – Électrique Convertisseur Électrique – Sonore Récepteur V- En montagne, les parois rocheuses provoquent un écho en réfléchissant les sons d'une source située en face. On émet un cri et le retour du son par l'écho a lieu 2,5 s plus tard. A quelle distance de la paroi réfléchissante se trouve-t-on ? (célérité du son dans l'air : c = 340 m/s) Ph. Georges Sciences 3/3
