cahier exercice Physique chimie BTS

Pages: 83 (20528 mots) Publié le: 27 décembre 2014
CAHIER D’EXERCICES DE SCIENCES
PHYSIQUES ET CHIMIQUES





A. EXERCICES D’ACoustIquE
A1. Concert rock.
Puissance et niveau sonores ; effet de masque.
A2. Ondes sonores.
Longueur d’onde et fréquence ; superposition de deux sons.
A3. Etude acoustique d’une salle de cours.
Interprétation d’un graphe, niveau acoustique en fonction de la distance et correction
acoustique.
A4. Isolationphonique d'une cloison.
Utilisation du graphe de la loi de masse.
A5. Acoustique d’une pièce dans un appartement.
Utilisation de données fournies en annexe (correction et isolation)
A6. Etude acoustique de la « chambre du fils ».
Utilisation d’un document.
A7. Salle de cours et atelier.
Correction et isolation d’un local.
A8. Révision : Auditorium.
A9. Révision : Acoustique générale.A10. Révision : Correction acoustique d’une salle.


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A1. Concert rock. (Extrait du sujet de BTS AEA de 1998 – 6 points)
Lors d'un concert rock, on a relevé un niveau sonore de 130 dB devant les enceintes acoustiques. On
considèrera que ces sources sont ponctuelles et qu'elles rayonnent des ondes sphériques.
On donne :
-

puissance sonore de référence : P0 = 10-12 W ;
intensité sonorede référence : I0 = 10-12 W.m-2 ; surface d'une sphère : S = 4.π.r2.

On rappelle que
-

le niveau sonore est donné par la relation : Nw = 10.1og(P/P0) où P est la puissance
sonore,
l'intensité sonore I est liée à P par I = P/S dans les conditions étudiées.

1. Calculer la puissance de la source.
On utilise les données fournies :
-


3

2. Calculer le niveau sonore à la distancer1 = 1 m de la source ; ce son est-il dangereux pour l'oreille ?
Le graphe est utilisé pour répondre à la question sur l’aspect physiologique du son.
3. Calculer le niveau sonore à la distance r2 = 90 m de la source.
4. Pour une conversation normale, le niveau sonore reçu par l’auditeur est de 70 dB ; à quelle
distance minimale de la source doit-on se placer pour discuter sans élever le ton,en évitant l’effet de
masque dû au concert ? On admet que lorsque deux niveaux sonores sont séparés par 8 dB, le plus
faible devient imperceptible.
-

A2. Ondes sonores. (Extrait du sujet de BTS AEA de 1995 – 5 points)
1. La vitesse de propagation du son dans l'air à 20°C est de 340 m.s -1.
Tous les sons étudiés dans cet exercice ont une fréquence de 1000 Hz.
On donne
- pression acoustiquedu son n° 1 : p1 = 10-2 Pa
- intensité sonore du son n° 2 : I2 = 10-8 W.m-2
- les seuils d'audition à 1000 Hz : I0 = 10-12 W.m-2 et p0 = 2.10-5 Pa
a) Calculer la période et la longueur d'onde des sons étudiés.
-

b) Calculer en décibel (dB) le niveau sonore du son n° 1, puis du son n° 2.

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c) Les deux sons se superposent. Quelle est l'intensité sonore résultante ?
Calculer le niveausonore résultant. Interpréter ce résultat.
Il faut calculer l’intensité résultante en déterminant d’abord chaque intensité.
-

A3. Etude acoustique d’une salle de cours. (Extrait du sujet de BTS AEA de 2010 –
6 points)
1.1. Le diagramme de Fletcher, indiquant les courbes isosoniques pour une personne d'audition
«normale», est donné ci-dessous.

1.1.1. Que représente une courbe isosonique?
Définition précise du cours. Chaque mot doit être choisi soigneusement.

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1.1.2. Entre 30 et 3000 Hz, l'oreille humaine est-elle plus sensible aux sons graves ou aux sons aigus ?
Justifier votre réponse.
Il faut bien analyser les courbes et formuler une réponse claire.
1.2.3. Quel est le niveau sonore à 100 Hz d'un son de 40 phones ?
Il faut lire sur le graphe et ne pas oublierl’unité.
1.2.4. L'intensité sonore perçue par l'oreille humaine dépend de la fréquence. Comment cela est-il pris en
compte dans les appareils de mesure ?
Il faut se souvenir du fonctionnement de l’appareil de mesure des sons.
1.2. Niveau et intensité sonores
Le seuil d'audition correspond à l'intensité sonore : I0= 10-12 W.m-2.
On rappelle que le niveau d'intensité sonore est donné par : L1 =...
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