Problème 1 Une tache blanche est peinte sur un disque noir qui

Problème 1
Une tache blanche est peinte sur un disque noir qui tourne à la fréquence 25 tours/s. Qu’observez-vous si le disque
est éclairé à raison de :
a) 25 éclairs/s (1pt)
b) 125 éclairs/s (1pt)
c) 5 éclairs/s (1pt)
d) 24 éclairs/s (1pt)
e) 27 éclairs/s (1pt)
f) 49 éclairs/s (1pt)
Problème 2
Un vibreur sinusoïdale, de fréquence f=20Hz émet en un point S de la surface d’un liquide des ondes circulaires
transversales de vitesse v=80cm/s. Comparez les vibrations provoquées au point source S à celui qui affectent :
a- un point P situé à 12cm du point S (1pt)
b- un point Q situé à 10cm du point S (1pt)
c- les points Pet Q vibrent-ils en phase ou en opposition de phase ? (1pt)
d- sachant que PQ=8cm, les points P et Q vibrent-ils en phase ou en opposition de phase ? (1pt)
Problème 3
Sous l’influence d’un vibreur de fréquence f=20Hz, un système d’ondes stationnaires s’établit le long d’une corde. La
distance entre le deuxième nœud et le septième ventre est d=36cm. Calculez la vitesse de propagation du
mouvement vibratoire dans la corde. (4 ½ pts)
Problème 4
Deux haut-parleurs sont placés face à face aux extrémités d’un tube contenant de l’air. Les haut-parleurs sont
alimentés par un GBF réglé sur le signal sinusoïdal de fréquence 680Hz. Un point A, situé entre les 2 haut-parleurs,
est distant de 1m du premier et de 25 cm du second. La célérité du son est 340m/s
1-a- quel phénomène observe t-on dans le tube ? (1pt)
b- quel est la nature du point A ? (1pt)

c- une personne met son oreille en A, qu’entend t-il ? (1/2 pts)
2- le deuxième haut-parleur est alimenté par un GBF de fréquence 677Hz, le premier haut-parleur ayant toujours la
fréquence 680Hz. Quel phénomène observe t-on dans le tube ? Calculez sa fréquence. (2pts)
Problème 5
Sous l’influence d’un vibreur de fréquence f=30Hz, un système d’ondes stationnaires s’établit le long d’une corde. La
distance entre le premier nœud et le huitième ventre est d=39cm. Calculez la vitesse de propagation du
mouvement vibratoire dans la corde. (4 ½ pts)
Problème 6
Deux haut-parleurs sont placés face à face aux extrémités d’un tube contenant de l’air. Les haut-parleurs sont
alimentés par un GBF réglé sur le signal sinusoïdal de fréquence 340Hz. Un point A, situé entre les 2 haut-parleurs,
est distant de 0.5m du premier et de 12.5 cm du second. La célérité du son est 170m/s
1-a- quel phénomène observe t-on dans le tube ? (1pt)
b- quel est la nature du point A ? (1pt)
c- une personne met son oreille en A, qu’entend t-il ? (1/2 pts)
2- le deuxième haut-parleur est alimenté par un GBF de fréquence 338Hz, le premier haut-parleur ayant toujours la
fréquence 340Hz. Quel phénomène observe t-on dans le tube ? Calculez sa fréquence. (2pts)
Problème 7
Une tache blanche est peinte sur un disque noir qui tourne à la fréquence 50 tours/s. Qu’observez-vous si le disque
est éclairé à raison de :
a) 50 éclairs/s (1pt)
b) 250 éclairs/s (1pt)
c) 10 éclairs/s (1pt)
d) 48 éclairs/s (1pt)
e) 54 éclairs/s (1pt)
f) 9.8 éclairs/s (1pt)
Problème 8

Un vibreur sinusoïdale, de fréquence f=40Hz émet en un point S de la surface d’un liquide des ondes circulaires
transversales de vitesse v=80cm/s. Comparez les vibrations provoquées au point source S à celui qui affectent :
a- un point P situé à 8cm du point S (1pt)
b- un point Q situé à 5cm du point S (1pt)
c- les points Pet Q vibrent-ils en phase ou en opposition de phase ? (1pt)
d- sachant que PQ=6cm, les points P et Q vibrent-ils en phase ou en opposition de phase ? (1pt)
Problème 9 (4 ½ pts)
Dans une salle , le bruit de fond est de 62 dB. Ce bruit a deux origines indépendantes : une ventilation et le bruit en
provenance de la rue.
Si on stoppe la ventilation, le niveau du bruit de circulation seul est de 57 dB.
En déduire le bruit de la ventilation.
Problème 10 (5 pts)
Un orateur prononce un discours en plein air. Vous voulez l’enregistrer, mais gêné par la foule, vous ne pouvez pas
vous en approchez à moins de 5 m. Aussi, pour avoir plus de « proximité », vous décidez de tendre le bras, ce qui
avance le microphone d’un mètre.
1- Combien de dB gagnez-vous en tendant ainsi le bras, par rapport à la situation où le microphone reste à 5 m ?
2- Combien de dB auriez-vous gagné en tendant le bras de la même manière, mais en étant situé à 12 m ?
Problème 11 (5 pts)
Vous organisez un cocktail dans une salle de réception. Cette salle jouxte une autre salle dans laquelle se tient une
conférence. Le mur mitoyen produit une atténuation de 25 dB. Lorsque 10 personnes sont présentes dans la salle de
cocktail, on mesure dans celle-ci un niveau de 63 dB. On suppose que l’intensité du bruit est proportionnelle au
nombre d’invités.
1- Si on accueille 50 personnes dans la salle de cocktail, que devient le niveau dans la salle de conférences ?
2- Quel nombre maximum d’invités faut-il accepter dans la salle de cocktail pour que le niveau ne dépasse pas 55 dB
dans la salle de conférence ?
Problème 12 (3pts)

Deux chanteurs C1 et C2 se produisent en duo. C1 génère un niveau de 90 dB à 1 m et C2 un niveau de 80 dB à 1 m.
Les deux chanteurs sont séparés de 3 m. on désire se placer en un point M qui reçoit autant d’énergie de la part de C1
que de C2.
Déterminer l’ensemble des points M qui vérifient cette condition.
Problème 13 (1 ½ pts)
Recopiez et Complétez :
Problème 14 (4 ½ pts)
Les films western montrent des indiens plaquant leurs oreilles contre les rails d’acier pour entendre venir les trains.
Considérons deux indiens placés côte à côte : indien A et indien B.
Indien A plaque son oreille contre les rails, tandis que indien B se contente d’entendre le train grâce à la propagation
aérienne du son.
a- Si le train est à 1 km, calculer le temps supplémentaire qu’il faut à l’indien B pour entendre le train par rapport à
l’indien A.
b- On considère que la différence entre 2 sons identiques parvenant successivement à l’oreille est perceptible, si la
différence entre leurs temps d’arrivée dépasse 50 ms. Pour que l’indien A entend réellement le train avant l’indien B,
il faut donc que les ondes sonores parviennent à chaque indien avec une différence de temps supérieure à 50 ms. En
déduire à partir de quelle distance minimale la technique de l’indien A est efficace. (rappelons que la célérité du son
est de 5000 m/s dans l’acier et de 340 m/s dans l’air).
Problème 15 (3 pts)
Lors d’un concert en plein air, le public est disposé sur un parterre dont le premier rang est à 5 m et le dernier rang est
à 45 m de la scène. Calculer la différence du niveau sonore entre le premier et le dernier rang.
Problème 16 (5 pts)
Un groupe choral composé de six chanteurs se produit sur un podium en plein air. À la distance r du podium, le
niveau perçu est jugé trop faible. Pour l’augmenter, on a le choix entre 2 solutions : se rapprocher ou augmenter le
nombre de chanteurs.
1- Pour avoir la sensation que le son est 10 fois plus fort, à quelle distance faut-il se placer ?

2- Si on choisit de rester à la distance r. combien faut-il ajouter de chanteurs pour que le niveau paraisse 10 fois plus
fort ?
3- Quelle est la méthode la plus pratique pour augmenter le niveau sonore ?
Problème 17 (5pts)
Votre voisin chanteur de rock vous annonce qu’il a décidé de monter un groupe, en se faisant accompagner par deux
guitares électriques et une batterie. Il sera parfois accompagné d’une seule guitare et parfois du groupe dans sa
totalité.
Le niveau est de 55 dB lorsque le chanteur est seul ; il est de 62 dB lorsqu’une guitare joue seule et de 67 dB lorsque
la batterie joue seule.
En déduire le niveau sonore lorsque le groupe entier répétera.
Problème 18 (1 ½ pts)
Recopiez et Complétez :
Problème 19
Un calorimètre de capacité calorifique C, contient 200 g d’eau à la température. On introduit 160 g d’eau à la
température  ; la température d’équilibre est 
a- calculer C
b- dans le même calorimètre , contenant 360 g d’eau à , on introduit un morceau de glace ( à ) de masse 20
g ; la température finale se stabilise à . Calculer la chaleur latente de fusion de la glace.
On donne : capacité thermique massique de l’eau 
Problème 20
Un calorimètre contient 400 g d’eau froide à . On y ajoute 350 g d’eau à 