Travaux pratiques de sciences physisques 12 - correction, Exercices de Chimie Appliquée
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Eleonore_sa28 avril 2014

Travaux pratiques de sciences physisques 12 - correction, Exercices de Chimie Appliquée

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Travaux pratiques de sciences physisques sur la science appliquée - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Une tige qui siffle, Des tiges musicales.
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Exercice 3 spécialité: Science appliquée (4points) Corrigé

Bac S 2011 – Antilles Guyane CORRECTION EXERCICE 3 Spécialité : SCIENCE APPLIQUÉE… (4 points)

1. Une tige qui siffle : 1.1.1. Une onde longitudinale est une onde dont la direction de la perturbation est parallèle à la direction de la propagation. 1.1.2. Une onde stationnaire résulte de la superposition d’une onde progressive périodique incidente et de son onde réfléchie. 1.1.3. La fréquence des harmoniques (fn) est liée à la fréquence du mode fondamental (f0) par la relation fn = n.f0 avec n entier. Pour le mode fondamental n = 1. 1.1.4. Un nœud de vibration est un point de la tige qui ne vibre pas, il est immobile.

1.1.5. Pour qu’une onde stationnaire puisse s’établir, il faut que L = n. 2

 , ainsi

2.L

n  

1.2.1. La hauteur d’un son correspond à la fréquence du mode fondamental de vibration de celui-ci. 1.2.2. S’il s’agit d’un son pur, le spectre ne présente qu’un seul pic correspondant au mode fondamental. Le son émis correspond à la figure 1. 1.3.1. VRAI

2.L

n   or pour le mode fondamental n = 1 alors λ0 = 2.L.

Et d’autre part 0 0

v f  

, donc 0 v

f 2.L  . Les tiges sont constituées de même matériau, la célérité

v est alors constante. Plus la longueur L est grande et plus la fréquence est faible, ce qui correspond à un son plus grave. 1.3.2.VRAI

D’après l’expression établie précédemment 0 v

f 2.L  .

La longueur L de la tige est la même et vAl > vlaiton alors fAl > flaiton. La fréquence du son dans l’aluminium est la plus élevée, le son sera le plus aigu. 2. Des tiges musicales.

2.1. v

f  

et 2.L

n   ainsi

n.v f

2.L 

2.2. D’aprèsla relation précédente on a f.L = n.v

2 = Cte.

On a f0.L0 = f1.L1 = 21/12.f0.L1 L0 = 21/12.L1

L1 = 0 1/12

L

2

2.3. Comme Ln = 0 n/12

L

2 , la longueur la plus courte correspond à 2n/12 le plus grand, soit à n = 12.

Sachant que fn = 2n/12.f0 , la fréquence correspondante à n = 12 est f12 = 212/12.f0 = 2.f0. On retrouve la relation donnée dans la définition de la page 7. f12 = 2×2093 = 4186 Hz.

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