SPH3U Exercices de revue TEST 3

Tâche d'évaluation sommative de revue pour l’unité 3
Type d'évaluation :
sommative (en cours ou en fin d’unité)
sommative finale du cours (2 h 30 min)
Attentes
SPH3U-Om-a.01, 02, 03
Contenus
SPH3U-Om-Cc.01, 02, 03, 04, 05, 07, 08
SPH3U-Om-Aq.01
SPH3U-Om-Re.01, 03
Unité : Ondes et
transfert d’énergie
Nom de l’élève :
Description
Cette tâche d’évaluation sommative porte sur les caractéristiques des
ondes, sur les ondes sonores, sur la résonance ainsi que sur les
applications du son. L’évaluation sommative est sous forme de test
papier-crayon. Tu auras besoin de ta calculatrice. Toutes tes notes de
cours sont interdites au cours de l’évaluation.
Durée : 1 h 10 min
Mise en situation
Tu viens de terminer l’unité portant sur les ondes et le transfert d’énergie.
Tu devras maintenant montrer tes connaissances et ta compréhension des
concepts au cours d’une évaluation sommative sous forme de test papiercrayon. Le test comporte neuf questions. Assure-toi de toutes les lire
avant de commencer. Réponds à toutes les questions écrites en phrases
complètes et donne toutes les étapes de la résolution de problèmes des
autres questions.
1. Une corde de guitare vibre 5000 fois en 30 s.
a) Détermine la période de vibration de la corde.
f = N/t = 5000 vibrations / 30 s = 166.7 Hz
T = 1/f = 1 / 166.7 Hz = 0.006 s
La période de vibration de la corde est 6 x 10 (E-3) s.
b) Détermine la fréquence de vibration.
La fréquence est 166,7 Hz
2. Le pendule d’une horloge accomplit 800 cycles en 2 minutes.
Détermine la fréquence et la période du pendule.
f = N/t = 800 cycles / (2 x 60s) = 800 / 120 = 6,7 Hz
T = 1/f = 1/6.7Hz = 0,15 s
3. Un diapason vibre à une fréquence de 350 Hz. Détermine :
a) la période du diapason.
T = 1/f = 1/350 Hz = 0.0028 s
b) le nombre de vibrations effectuées par le diapason en 30 secondes.
N = f x t = 350 Hz x 30 s = 10500 vibrations
4.
Détermine la fréquence, la période et la vitesse de chacune des ondes créées par un
générateur ayant les caractéristiques suivantes :
a) 60 oscillations en 1,2 s ayant une longueur d’onde de 3,6 mm.
f = N/t = 60 /1.2 = 50 Hz
T = 1/f = 1/50 = 0.02 s
V = λ f = 0,0036 m x 50 Hz = 0.18 m/s
b) 125 pulsations en 2,5 h ayant une longueur d’onde de 55 cm.
f = N/t = 125 / (2.5 x 3600s) = .014 Hz
T = 1/f = 1/ .014 = 72 s
V = λ f = 0,55 m x ,014 Hz = .0076 m/s
5. Détermine la fréquence qu’émet l’onde sonore générée par un diapason, alors que la
vitesse du son dans l’air est de 344 m/s et que la longueur d’onde est de 275 cm.
V=λf
f = V / λ = 344 m/s / 2.75 m = 125 Hz
La fréquence est de 125 Hz
6. Détermine la vitesse du son dans l’air aux températures suivantes :
a) -5 °C
V son = (332 + 0.6 x (-5)) = 332 – 3 = 329 m/s
b)
15 °C
Vson = (332 + 0.6 x 15) = 332 + 9 = 341 m/s
7. Un randonneur est debout près d’un canyon. Il remarque une affiche qui indique que la
largeur du canyon est de 150 m. S’il fait 13 °C, détermine le temps que prendra le cri du
randonneur pour lui revenir.
Vson = (332 + 0.6 x 13) = 332 + 7.8 = 340 m/s
Vson = d / temps
temps = d / Vson = 150 m / 340 m/s = 0.44 s
Pour un allée retour : t = 2 x 0.44s = 0.88 s
Cela prendra 0.88 s au signal sonore de revenir.
8. Tu entends le tonnerre 12,3 s après avoir vu un éclair. Quelle est la distance de l’orage
si la température est de 10 °C.
Vson = (332 + 0.6 x 10) = 332 + 6 = 338 m/s
Vson = D / t
D = Vson x t = 338 m/s x 12.3s = 4150 m = 4 km
L’orage se trouve à peu près à 4 km.
9. Un Boeing 707 voyage à une vitesse de 900 km/h. Détermine le nombre de Mach de
l’avion s’il fait -5 °C.
Vson = (332+ 0.6x -5) = 332 – 3 = 329 m/s
329 m/s x 3.6 = 1184 km/h
Nombre de Mach = Vavion / Vson = 900 km/h / 1184 km/h = 0.08 Mach
10. Une voiture de police, avec sa sirène qui émet une fréquence de 600 Hz, dépasse un
observateur fixe sur la rue à une vitesse de 75 km/h. S’il fait 15 °C, détermine :
a) la fréquence perçue par l’observateur lorsque la voiture de police s’approche de
lui.
Vson = (332 + 0.6 x 15) = 332 + 9 = 341 m/s
Vvoiture = 75 km/ h / 3.6 = 20.8 m/s
F2 = F1 Vson / (Vson – Vvoiture) = 600 Hz x 341 m/s / ( 341m/s – 20.8 m/s) = 639 Hz
b) la fréquence perçue par l’observateur lorsque la voiture de police s’éloigne de
lui.
F2 = F1 Vson / (Vson + Vvoiture) = 600 Hz x 341 m/s / ( 341m/s + 20.8 m/s) = 566 Hz
11. Donne des exemples où l’effet Doppler est utilisé dans la vie de tous les jours.
Les réponses peuvent varier.
12. Détermine le nombre de décibels d’une tronçonneuse ayant une intensité de 0,5 W/m2 à
2 m si tu trouves à 25 m de la source.
Pas au programme.