Exercitations - sciences physisques - les instruments a cordes - correction, Exercices de Chimie Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Exercitations - sciences physisques - les instruments a cordes - correction, Exercices de Chimie Physique

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Exercitations de sciences physisques sur les instruments a cordes - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: le mode fondamental, l’oscillogramme, La hauteur d’un son, Le timbre d’un son.
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LE QUATOR : INSTRUMENTS A CORDES

Amérique du nord 2005 CORRECTION EXERCICE III: LE QUATUOR : INSTRUMENTS A CORDES (4 points)

1.a) Le texte nous dit que l’obtention d’un son plus ou moins grave dépend de l’épaisseur de la corde e,

de sa longueur L et de sa tension F. Orici les quatre cordes ont la même longueur et sont tendues de la

même façon, donc seule l’épaisseur de la corde varie.

La corde n°4, la plus épaisse, va donner la note la plus grave: le sol2 .

La corde n°3, permet d'obtenir un ré3, la corde n°2 donne un la3 et la corde n°1, la plus fine, donne un mi4.

1.b) v = 310.9,2

245 

 

F = 2,9102 m.s-1

2.a) 2.L = k. or  = kf

v soit 2.L = k.

kf

v donc fk =

2L

v k

2.b) Pour le mode fondamental k = 1 f1 = 2L

v donc f1 =

330,02

10.9,2 2

 = 4,4102 Hz

2.c)

F v et

2L

v kfk  donc plus la corde est tendue (F grand), plus la célérité augmente (v grand)

et donc plus la fréquence augmente, donc plus le son est aigu.

2.d) 2L

v kfk  la vitesse de propagation de l'onde est caractéristique de la corde. Pour une même corde v

est constante. On peut augmenter la fréquence en diminuant la longueur de la corde. Le violoniste pourra

le faire en appuyant sur la corde.

3.a) La durée indiquée sur l’oscillogramme est de 11,4 ms, elle correspond à 5 périodes :

5

4,11

5 

 

t T = 2,28 ms

3.b) f1= T

1 =439 Hz Cette note (la3) correspond au mode fondamental de vibration de la corde n°2.

4.a) & 4.b)

f1 = 0,44 kHz

f2 = 0,88 kHz

f3 = 1,3 kHz

f4 =1,8 kHz

5.a) La hauteur d’un son est caractérisée par la fréquence du fondamental.

Pour la figure 3, deux périodes s'écoulent pendant une durée t' = 4,55 ms,

soit une fréquence f ’1= '

2

' T

1

t 

f '1 = 310.55,4

2 

= 440 Hz les deux sons émis ont la même hauteur.

5.b) Le timbre d’un son dépend de la présence ou de l'absence des différentes harmoniques. Ainsi que de

leurs amplitudes relatives.

Sur le spectre n°2, il manque la deuxième harmonique du spectre n°1. Par contre les amplitudes des

harmoniques suivantes sont plus importantes sur le spectre n°2 que sur le spectre n°1. Les sons émis par

les deux instruments n’ont pas le même timbre.

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