Bac S Liban 2010 http://labolycee.org

EXERCICE III : LES ONDES SONORES (4 points)

Membre d’un groupe de rock et très intéressé par la nature et la propagation du son, Julien réalise les observations suivantes : - Observation 1 : Aucun signal sonore ne nous parvient du Soleil alors qu’il s’y déroule en permanence de gigantesques explosions. - Observation 2 : Une bougie est placée devant un haut-parleur qui émet un son très grave. On constate que la flamme se rapproche et s’éloigne alternativement de la membrane du haut-parleur mais qu’elle n’oscille pas dans la direction perpendiculaire. 1. Préliminaires. 1.1. Définir de la manière la plus complète possible une onde mécanique progressive. 1.2. Compléter les cases blanches du tableau de l’annexe à rendre avec la copie avec les expressions suivantes : Onde sonore, onde le long d’une corde, onde lors de la compression-dilatation d’un ressort, onde à la surface de l’eau

2. Célérité de l’onde sonore : première méthode. Trois microphones M1, M2 et M3 sont alignés de telle manière que les distances M1M2 et M2M3 valent respectivement 2,00 m et 3,00 m. Les signaux électriques correspondant aux sons reçus par les microphones sont enregistrés grâce à un ordinateur. Julien donne un coup de cymbale devant le premier micro M1 puis lance immédiatement l’enregistrement. La température de la pièce est de 18° C. Les courbes obtenues sont représentées ci-après.
Tension U (V)

Microphone M1

t (s)

Tension U (V)

Microphone M2

t (s)

Tension U (V)

Microphone M3

t (s)

2.1.

Comment peut-on déterminer la célérité de l’onde sonore à l’aide des courbes obtenues ? Effectuer le calcul de la célérité de l’onde sonore pour la distance M1M2 puis pour la distance M2M3. Les résultats obtenus sont-ils cohérents ?

2.2.

2.3.

3. Célérité de l’onde : deuxième méthode. Julien dispose maintenant les deux microphones M1 et M2 à la même distance d d’un diapason. Il obtient les courbes représentées ci-dessous. On