Activité 1 : quelques bases de l`acoustique (Sciences

Activité1:quelquesbasesdel’acoustique(Sciencesphysiques)
Lorsdelaconceptiondesprojetspréparatoiresdelafuturesalledeconcert,laquestiondesnuisances
sonoressepose.Commentfairepourquelesmusicienspuissentrépéteràleurconvenancesans
occasionnerdegênepourlesvoisins?
Afindesolutionnerceproblème,lacommunefaitappelàunacousticien.Cetechnicienaurapour
missiondeproposerlesmeilleuressolutionspermettantdelimiterlesnuisances.Aidons‐le!
Surlespasd’unacousticien:àladécouvertedesbasesdumétier:
- Commentappelle‐t‐onlapartiedelaphysiques’intéressantàl’étudedessons?
- Àpartirdesinformationsfigurantdanslesressources,compléterleschémasuivant:
fréquence
gamme des sons audibles
- Quevautl’augmentationduniveausonorelorsquel’ondoublelenombredesourcesidentiques?
- Commentmettreenévidenceladépendancedel’impressionsonorevis‐à‐visdelafréquencedu
sonétudié?
ÆAfinderépondreàcesdeuxquestions,proposeruneexpériencesimple,réalisableenclasse.
Quesepasse‐t‐illorsquel’onéloignelasourcesonoredurécepteur?
Afinderépondreàcettequestion,onseproposederéaliserlemontageci‐dessous:
- RéglerleGBFafind’obtenirunetensionsinusoïdaledefréquence200Hz.
- Choisiruneamplitudepermettantd’avoirunniveausonoreLvalant80dBàundistanced=5cm.
- Fairevarierladistanceentrelesonomètreetlasourceetcompléterletableausuivant:
d(cm) 10203040506080
L(dB)(arrondiràl’unité)
1) D’unefaçongénérale,commentévolueleniveausonorelorsquel’onéloignelerécepteurdela
source?
2) Comparerleniveausonorelorsqueladistanceestmultipliéepar2.Fairedemêmelorsquecelle‐ci
estmultipliéepar4puis8.

3) Engénéralisantcerésultat,compléterleschémasuivant:
RESSOURCES
Activité1‐Ficheressource1:SciencesPhysiques
Qu’est‐cequ’unson?
Unsonestproduitparlavibrationd’unsupport(fluideousolide),vibrationquisepropagede
procheenprocheauseindumilieu.Cephénomèneestmodéliséparuneondesonore.Comme
touteslesondes,l’ondesonoretransportedel’énergiemaisnetransportepasdematière.En
effet,lesatomesdusupportnesedéplacentquetrèsfaiblementautourd’uneposition
d’équilibre,suivantunesériedecompressionsetdedilatations.Ladéformationsefaisantdansle
mêmesensquelapropagation,l’ondesonoreestqualifiéed’ondelongitudinale.
Danslesfluides(gazetliquides),lavibrationsemanifestelocalementparunemodificationdela
pression,ceàquoiestsensibleletympan.
Parextension,onappelle«son»lasensationauditivecauséeparlavibrationetperçuepar
l’oreille(voirledocument«leparcoursdusondansl’oreille»danslapartieS.V.T.).
Commetouteonde,l’ondesonoreestcaractériséeparunefréquencefexpriméeenhertz(Hz).
Lafréquenceestl’inversedelapériodeT.

Activité1‐Ficheressource3:SciencesPhysiques
Qu’est‐cequeleniveausonore?Lasensationperçueauniveaudel’oreilledépenddel’intensité
sonore,quis’exprimeenW.m‐2.Commeletraduitl’unité,cettegrandeurdépenddelapuissance
delasource(quis’exprimeenwatts),maiségalementdeladistanceentrelasourceetle
récepteur.Cettesensationpeutêtreexpriméeàpartirduniveausonore,notéL,quisemesureà
l’aided’unsonomètre.
Ledocumentsuivant,appelé«échelledesbruits»ou«échelledesniveauxsonores»,
représenteleniveausonoredediversesactivitésetl’impressionressentieàproximitédela
source.
Uneuniténouvelleunpeuparticulière
Ledécibel,dB,estl’unitépermettantd’exprimerleniveausonoreressenti,encomparaisonà
unevaleurderéférence.Leseuild’audibilitépourl’êtrehumainestfixéà0dB.
Attention:L’échelledesdécibelsestlogarithmique!Lorsquel’ondoublel’intensitésonore
d’unesource,leniveauendécibeln’estpasmultipliépardeux!
Activité 1- Fiche ressource 2 :SciencesPhysiques
Gammedesensibilitédel’oreillehumaine
D’unefaçongénérale,l’oreillehumaineestsensibleàdesfréquencesallantd’environ20Hzà20kHz.
Lesondessonoresayantdesfréquencesendessousde20Hzappartiennentaudomainedes
infrasons.Cellesayantunefréquencesupérieureà20kHzappartiennentaudomainedesultrasons.
Cependant,danslanature,certainesespècessontcapablesdepercevoirlesinfrasons,commeles
éléphantsoulesbaleines.D’autresperçoiventlesultrasons,commelesdauphins,leschiensoules
chauves‐souris.
Danslagammeaudible,ondistinguelessonsgraves(20Hz<f<400Hz),lessonsmédium(400Hz<f
<1600Hz)etlessonsaigus(1600Hz<f<20000Hz).