2005 Asie ÉTUDE DE DIFFÉRENTS SONS Calculatrice interdite

D’après Encyclopédie Microsoft® Encarta® 2002.
Violon : instrument de musique à cordes frottées à l’aide d’un archet ; le plus célèbre des instruments de l’orchestre.
Les cordes du violon, mises en mouvement par l’archet, transmettent leurs vibrations au chevalet, qui les répercutent sur la table d’harmonie ; celle-ci les amplifie et les transmet, par l’âme au fond.

Cet exercice ne nécessite aucune connaissance musicale.

1. Les fonctions d’un instrument de musique.

Quelles sont les deux fonctions que doit remplir un instrument de musique pour produire un son ? À partir du texte précédent, indiquer le nom des parties du violon qui remplissent ces fonctions.

2. Étude des sons produits par différents instruments.

Un microphone est relié à un ordinateur. Différents instruments sont placés devant ce microphone. On réalise une acquisition des sons émis par ces instruments, puis, pour certains, une analyse spectrale à l’aide d’un logiciel adapté.
Un son est caractérisé par des propriétés physiologiques : intensité, hauteur, timbre. L’étude des courbes obtenues lors des acquisitions (documents 1 à 4) permet de retrouver certaines de ces propriétés.

2.1. Deux des sons étudiés correspondent à la même note.
2.1.1. Quelle est alors leur propriété physiologique commune ? Nommer la grandeur physique associée.
2.1.2. Identifier les documents correspondants et mesurer cette grandeur.
2.1.3. Sont-ils obtenus avec le même instrument ? Pourquoi ? Quelle est la propriété physiologique mise en jeu ?

2.2. Les documents 5 et 6 correspondent à l’analyse spectrale des sons relatifs aux documents 1 et 2.
2.2.1. Pour chacun des deux sons, déterminer la fréquence fondamentale. Donner les fréquences des harmoniques. Quel est le rapport entre les fréquences des harmoniques et celle du fondamental ?
2.2.2. Attribuer chaque spectre de fréquence au son correspondant.

2.3. Le son n°4 a été