Travaux pratiques de sciences physisques 14 - correction, Exercices de Physique appliquée
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Travaux pratiques de sciences physisques 14 - correction, Exercices de Physique appliquée

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Travaux pratiques de sciences physisques sur la question du clairon a la trompette - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Le clairon, La trompette.
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Bac S 2011 Polynésie Correction EXERCICE III : DU CLAIRON à LA TROMPETTE (4 points) Spécialité

1. Le clairon. 1.1. Modes de vibration du clairon : 1.1.1. Le clairon permet de jouer un do (262 Hz) et un sol (392 Hz 393 Hz). 1.1.2. Ces modes de vibrations sont qualifiés de modes harmoniques car leur fréquence est multiple de celle du fondamental.

1.2.1. La fréquence fondamentale vaut f = 131 Hz. Comme f = v

2L alors L =

v

2f .

L = 340

2 131 = 1,30 m

1.2.2. Deux ventres consécutifs sont distants de 2

 .

De plus L = n. 2

 , et dans le mode fondamental de vibration n =1. Ainsi L =

2

 et deux ventres

sont distants de L. À l’extrémité gauche, le sujet indique la présence d’un ventre. Le ventre suivant est situé à l’autre extrémité, donc en (2) se trouve un ventre. En (1) se trouve un nœud.

1.2.3. L = v

2f et L =

2

 donc λ =

v

f

λ = 340

131 = 2,595 m = 2,60 m

2. La trompette. 2.1.1. La hauteur d’un son est liée à la fréquence du mode fondamental de vibration. 2.1.2. Le texte indique que lorsque la longueur du tube augmente alors la hauteur diminue.

D’après 1.2., on a f = v

2L . Cette expression montre que si L augmente, avec v constante, alors f

diminue. Ceci est cohérent avec le texte. 2.1.3. Sans agir sur aucun piston, on joue un sol dont la fréquence du fondamental vaut f = 392 Hz, la colonne d’air a une longueur L. L’ = 1,12.L

f = v

2L

f’ = '

v

2L =

, .2 L1

v

12 =

,

f

112

f’ = ,

392

112 = 350 Hz. Cette note est un fa (349 Hz  350 Hz).

2.2.1. La transmission d’énergie à l’air ambiant est réduite, donc le niveau sonore diminue. 2.2.2. La fréquence du mode fondamental est la même dans les deux cas, la note jouée est donc identique. Avec ou sans sourdine, les différents harmoniques ne s’expriment pas avec les mêmes amplitudes relatives. Le timbre du son est modifié.

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