Travaux pratiques de sciences physisques 17 - correction, Exercices de Chimie Appliquée
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 avril 2014

Travaux pratiques de sciences physisques 17 - correction, Exercices de Chimie Appliquée

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Travaux pratiques de sciences physisques sur le concert en sous-sol - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Accord des instruments, La pièce du sous-sol est-elle une bonne salle de concert?
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Exercice III Concert en sous sol (5 points)

Bac S 2013 Amérique du nord EXERCICE III. CONCERT EN SOUS-SOL (5 points) Spécialité

1. Accord des instruments. 1.1.(0,75 pt) Fréquence f de vibration du son émis par le diapason : Sur le document 2, on mesure la période de la tension. Pour une meilleure précision, on mesure plusieurs périodes.

10,0 ms = 10,0×103 s  16,0 cm 4 T  14,5 cm

T = , ,

,

310 0 10 14 5

4 16 0

 

f = 1

T donc f =

,

, ,3 4 16 0

10 0 10 14 5 

  = 441 Hz

1.2.(0,75 pt) Il faut déterminer la fréquence du son émis par chaque instrument. L’analyse spectrale donne la fréquence du fondamental qui caractérise la hauteur du son :

- pour le piano, la fréquence du fondamental vaut environ 0,4 kHz, - pour la flûte, on lit environ 0,8 kHz, - pour la guitare, on lit environ 0,4 kHz.

La flûte ne joue pas une note de même hauteur que les autres instruments. Pour être certain que la guitare et le piano jouent la même note, il faut déterminer avec précision (voir méthode employée en 1.1.) la période.

Piano : 15,0 ms = 15,0×103 s  16,0 cm 6 T  14,5 cm

T = , ,

,

315 0 10 14 5

6 16 0

 

f = 1

T donc f =

,

, ,3 6 16 0

15 0 10 14 5 

  = 4,4×102 Hz

Guitare : 15,0 ms = 15,0×103 s  7,8 cm 8 T  9,6 cm

T = , ,

,

315 0 10 9 6

8 7 8

 

f = 1

T donc f =

,

, ,3 8 7 8

15 0 10 9 6 

  = 4,3×102 Hz

Les fréquences sont très proches, le piano et la guitare jouent sans doute la même note, même si l’imprécision des mesures ne permet pas de le démontrer rigoureusement. 2. La pièce du sous-sol est-elle une bonne salle de concert ? 2.1.(0,75 pt) Trois phénomènes physiques interviennent au cours de la propagation du son dans une salle : réflexion, absorption (atténuation), diffraction (par l’ouverture de la porte…).

2.2.(0,5 pt) Formule de Sabine : TR = ,0 16 V

A

 soit 0,16 = R

T A

V

En remplaçant les grandeurs par leurs unités, on a 2

3

s m

m

 , donc le coefficient s’exprime en s.m-1.

16,0 cm

14,5 cm  4 T

2.3.(1 pt) Le document 6 nous apprend qu’une bonne salle de concert présente une durée de réverbération de 1,0 s à 2,5 s.

Calculons la durée de réverbération du sous-sol : TR = ,0 16 V

A

 avec A =  i

i

S

TR = ,

. .Béton Béton Bois Bois

0 16 V

S S

  =

, . .

. .Béton Béton Bois Bois

0 16 L l h

S S

 

TR = , , , ,

, , ,

0 16 10 0 5 0 3 0

0 010 187 0 15 3 0

  

   = 10 s

(0,25 pt) La durée de réverbération est trop longue, les notes successives vont se chevaucher et l’ensemble sera inintelligible.

2.4.(1 pt) La surface du béton sera réduite par la pose de panneaux, elle vaudra SBéton  SPanneau

TR =  

, . .

. . .Béton Béton Panneau Bois Bois Panneau Panneau

0 16 L l h

S S S S

   

  , . .

. . .Béton Béton Panneau Bois Bois Panneau panneau R

0 16 L l h S S S S

T

     

, . . . . . .Béton Béton Béton Panneau Bois Bois Panneau panneau

R

0 16 L l h S S S S

T

     

, . . . .( ) .Béton Béton Panneau Panneau Béton Bois Bois

R

0 16 L l h S S S

T

      

, . . .( ) . .Panneau Panneau Béton Béton Béton Bois Bois

R

0 16 L l h S S S

T

     

, . . . .

( )

Béton Béton Bois Bois

R Panneau

Panneau Béton

0 16 L l h S S

T S

  

  

, , , , , , ,

,

( , , ) panneau

0 16 10 0 5 0 3 0 0 010 187 0 15 3 0

2 0 S

0 50 0 010

      

 

= , ,

,

12 1 87 0 45

0 49

  = 20 m²

Il faut installer environ 20 m² de panneaux absorbants.

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