Physique chap 24
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Questions and Answers

Quel est le facteur par lequel le niveau sonore perçu est multiplié lorsque l'intensité sonore I est multipliée par 10 ?

  • 10
  • 2 (correct)
  • 3
  • 5
  • Quel est le niveau sonore lorsque l'intensité est exprimée en termes d'énergie ?

  • W/m
  • sone (correct)
  • dB(A)
  • Pa
  • Laquelle des propositions suivantes décrit la relation entre la perception et l'intensité sonore ?

  • La perception est inversement proportionnelle à l'intensité I. (correct)
  • La perception n'a aucune relation avec l'intensité I.
  • La perception est directement proportionnelle à l'intensité I.
  • La perception varie également avec ΔP et Δd.
  • Quel phénomène est observé lorsqu'un son de 10 dB(A) augmente à 20 dB(A) ?

    <p>Le niveau sonore perçu augmente de 2 fois.</p> Signup and view all the answers

    Quelle unité de mesure est utilisée pour exprimer l'intensité sonore dans le contexte donné ?

    <p>W/m²</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la vitesse de propagation du son dans l'acier ?

    <p>5'100 m/s</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation concernant la vitesse du son dans différents milieux est correcte ?

    <p>Le son se déplace plus vite dans les solides que dans les liquides.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet de la rigidité d'un matériau sur la vitesse de propagation du son ?

    <p>Une rigidité plus élevée favorise le transfert d'énergie et augmente la vitesse du son.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le temps de transmission d'une onde sonore de la Terre à la Lune ?

    <p>21 heures</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la vitesse du son dans l'air ?

    <p>343 m/s</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la vitesse de propagation des ondes sonores dans l'eau ?

    <p>1'500 m/s</p> Signup and view all the answers

    Dans quel cas le son se propage le plus lentement par rapport aux autres matériaux mentionnés ?

    <p>Dans les poumons</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur influence la vitesse du son dans un matériau ?

    <p>La masse et la rigueur des atomes du matériau</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur n'influence pas la fréquence de la voix humaine ?

    <p>Amplitude du son</p> Signup and view all the answers

    Quelle phase n'est pas impliquée dans la captation d'une onde sonore par le corps humain ?

    <p>Réaction du système nerveux central</p> Signup and view all the answers

    Quel est le délai estimé pour qu'un mouvement sur Terre se manifeste sur la Lune ?

    <p>21 heures</p> Signup and view all the answers

    Dans quel milieu l'onde sonore est-elle toujours longitudinale ?

    <p>Dans un gaz</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation est vraie concernant la relation entre pression et déplacement des molécules dans une onde sonore ?

    <p>Le déplacement des molécules est déphasé de λ/4 par rapport à la pression.</p> Signup and view all the answers

    Quelle composante n'est généralement pas considérée dans le cours pour les ondes sonores dans les solides ?

    <p>Composante transversale</p> Signup and view all the answers

    Quel énoncé concernant l'oreille interne est incorrect ?

    <p>Elle sépare les sons à haute fréquence et à basse fréquence.</p> Signup and view all the answers

    Quel aspect du son est caractérisé par une modification de pression dans le milieu de propagation ?

    <p>L'onde sonore</p> Signup and view all the answers

    Quel phénomène se manifeste lorsqu'une onde stationnaire se forme dans un tube?

    <p>La résonance acoustique</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la caractéristique d'une extrémité de tube fermée lorsqu'une onde stationnaire se forme?

    <p>Un nœud est présent</p> Signup and view all the answers

    Comment la longueur d'onde est-elle affectée dans un tube ayant une longueur L?

    <p>Elle est inversément proportionnelle à la longueur du tube</p> Signup and view all the answers

    Quel type de mouvement est décrit par le mouvement des particules dans une onde stationnaire?

    <p>Mouvement oscillatoire</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la configuration optimale pour maximiser le son dans un tube?

    <p>Avoir un ventre à une extrémité ouverte</p> Signup and view all the answers

    Dans le cas d'une onde stationnaire, que signifie un nœud?

    <p>Un point de repos où les particules ne se déplacent pas</p> Signup and view all the answers

    Quels facteurs influencent les propriétés des ondes sonores?

    <p>Le milieu de propagation et les caractéristiques géométriques</p> Signup and view all the answers

    Quel terme décrit le déplacement des particules dans une onde stationnaire?

    <p>Oscillation spécifique</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la présence d'air sur la densité du poumon ?

    <p>Elle réduit la densité.</p> Signup and view all the answers

    Quel rôle joue le pavillon dans l'audition ?

    <p>Il aide à la localisation des sources sonores.</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur améliore la transmission des basses fréquences selon le contenu ?

    <p>La conduction dans les os.</p> Signup and view all the answers

    Comment notre voix nous parvient-elle par rapport à celle des autres ?

    <p>Elle nous semble plus grave.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la fonction principale de la fenêtre ovale dans l'oreille ?

    <p>Transmettre les vibrations de l'étrier à la cochlée.</p> Signup and view all the answers

    Quelle structure de l'oreille est responsable de la transduction auditive ?

    <p>La cochlée.</p> Signup and view all the answers

    Quelle formule est associée à la loi de Newton concernant l'impédance acoustique ?

    <p>Z = masse / v.</p> Signup and view all the answers

    Quel est un des mérites de l’eau en ce qui concerne la transmission des ondes sonores ?

    <p>Elle atténue très peu les ondes sonores.</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui est vrai à propos de la forme du canal auditif ?

    <p>Il peut être modélisé comme un tube droit ouvert à l'extrémité du pavillon.</p> Signup and view all the answers

    Quel os de l'oreille moyenne est en contact direct avec la fenêtre ovale ?

    <p>L'étrier.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la vitesse de propagation du son dans le diamant ?

    <p>$12000 m/s$.</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi la forme asymétrique du pavillon est-elle importante ?

    <p>Elle contribue à la localisation des sources sonores.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est une conséquence du bruit des hélices de bateau pour les animaux marins ?

    <p>C'est une forme de pollution.</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation concerne la rigidité des tissus et leur transmission du son ?

    <p>Les tissus rigides transmettent mieux le son.</p> Signup and view all the answers

    En quoi le tympan est-il crucial dans le processus auditif ?

    <p>Il vibre en réponse aux ondes sonores et transmet ces vibrations à l'étrier.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des canaux semi-circulaires dans l'oreille ?

    <p>Ils contribuent à l'équilibre et à la perception de la position de la tête.</p> Signup and view all the answers

    Quels éléments influencent la vitesse de propagation du son dans un milieu ?

    <p>La densité et la rigidité des atomes.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le facteur primordial selon la loi de Newton qui influence la transmission du son ?

    <p>L'inertie.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Chapitre 24 - Ondes sonores - audition et production d'un son

    • Le son est une onde longitudinale dont la vitesse de propagation est indépendante de sa fréquence.
    • La résistance d'un milieu à une onde sonore est quantifiée par son impédance.
    • L'absorption d'une onde sonore est exponentielle et est d'autant plus importante que la fréquence est élevée.
    • L'onde sonore est quantifiée par son intensité (W/m²) ou par la variation de pression ou par l'amplitude du déplacement des particules du milieu.
    • L'oreille humaine perçoit les sons de manière logarithmique, et les niveaux d'intensité sonores sont mesurés en décibels (dB).
    • Les basses fréquences sont plus difficiles à percevoir que les hautes fréquences.
    • La production du son humain implique les cordes vocales, la gorge et la cavité bucco-nasale qui agissent comme une cavité résonnante.
    • Le son est transmis de l'air à l'oreille interne via le conduit auditif.
    • La fréquence de la voix dépend de la longueur des cordes vocales.
    • La modulation des sons dépend de la taille et de la forme des cavités bucco-nasales.
    • La captation d'une onde sonore par le corps humain se fait en trois phases (oreille externe, moyenne et interne).
    • L'oreille externe canalise le son sur le tympan.
    • L'oreille moyenne concentre l'énergie de l'onde sonore à l'entrée de l'oreille interne.
    • La transformation de l'énergie mécanique en signal neuronal se fait dans la cochlée de l'oreille.

    Objectifs

    • Citer les caractéristiques principales d'une onde sonore et calculer les niveaux d'intensité sonores.
    • Expliquer ce qui se passe lorsqu'une onde stationnaire se forme sur une corde ou dans un tuyau rempli d'air et calculer les fréquences propres correspondantes.
    • Expliquer comment les caractéristiques physiques d'une onde sonore influent sur la production de la parole humaine et décrire les étapes physiques de l'audition humaine, jusqu'à la production d'un influx nerveux.

    Définition et caractéristiques d'une onde sonore

    • Le son est une onde qui décrit une modification de pression dans le milieu.
    • Dans un gaz ou un liquide, l'onde est longitudinale.
    • Dans les solides, il peut y avoir une composante longitudinale et une composante transversale.
    • Les variations de pression et de densité sont en phase.
    • Le déplacement des particules est déphasé de 1/4 de longueur d'onde par rapport à la pression.

    Vitesse de propagation du son

    • La vitesse de propagation du son dans l'air est d'environ 343 m/s.
    • La vitesse de propagation du son dans l'eau est d'environ 1500 m/s.
    • La vitesse du son est plus rapide dans les milieux denses car les atomes sont liés entre eux.

    Durée de transmission Terre-Lune

    • La durée de transmission d'une onde sonore entre la Terre et la Lune est d'environ 21 heures en considérant une vitesse de 1500 m/s dans l'eau.

    Résonnance et ondes stationnaires

    • La résonance est la tendance d'un système à vibrer plus intensément à certaines fréquences.
    • Les ondes stationnaires se forment lorsque deux ondes se propagent en sens opposés.
    • Les ondes stationnaires sont caractérisées par des points fixes appelés nœuds et des points de déplacement maximal appelés ventres.
    • La Longueur d'onde dépend de la longueur du tube.
    • Dans un tube fermé aux deux extrémités (ex:instrument à vent), la longueur doit être égale à un multiple de 1/2 de la longueur d’onde.
    • Dans un tube ouvert aux deux extrémités (ex:instrument à vent), la longueur doit être égale à un nombre entier de demi-longueurs d'onde.

    Production d'un son par l'être humain

    • La parole est produite par la vibration des cordes vocales.
    • La tension des cordes vocales modifie la distribution des harmoniques.
    • La cavité bucco-nasale agit comme une cavité résonnante pour modifier les fréquences des sons.

    Audition

    • L'oreille humaine perçoit les sons dans la gamme de fréquences de 20 Hz à 20 kHz.
    • L'oreille externe collecte et dirige les ondes sonores vers l'oreille moyenne.
    • Le tympan transmet les vibrations à l'oreille moyenne.
    • Les osselets (marteau, enclume et étrier) amplifient les vibrations et les transmettent à la fenêtre ovale.
    • La fenêtre ovale crée une onde de compression dans le liquide de la cochlée.
    • La membrane basilaire vibre en fonction de la fréquence du son.
    • Les cellules ciliées transforment ces vibrations en signaux électriques qui sont envoyés au cerveau.

    Fonctions du pavillon

    • Amplifier les sons.
    • Aider à la localisation des sons.
    • Capter et diriger les ondes sonores vers le conduit auditif.
    • Filtrer les hautes fréquences provenant de l'arrière.

    Mesure des sons

    • Le niveau d'intensité sonore est mesuré en décibels (dB).
    • Une augmentation de 10 dB correspond à un facteur 10 de l'intensité.

    Perception

    • La perception du son dépend de l'intensité et de la fréquence du son.
    • La loi de Stevens décrit la relation entre le stimulus et la perception (niveau sonore).
    • La perception du son est influencée par la fréquence de l'onde sonore.
    • Les sons graves et aigus présentent des différences notables dans la perception.

    Risque pour la santé et gestion légale

    • Des niveaux sonores élevés peuvent avoir des incidences négatives sur la santé.
    • L'exposition à des niveaux sonores excessifs peut entraîner des troubles du sommeil, des problèmes de santé cardiaques et des troubles de l'apprentissage.
    • En Suisse, il existe des règles spécifiques sur les nuisances sonores pour les manifestations publiques.
    • Les travailleurs se trouvant dans des environnements bruyants doivent systématiquement être protégés.

    Questions d’exercices

    • Combien de temps faut-il à une onde sonore pour parcourir 3 km dans l'eau si célérité= 1.500 et la longueur d’onde= 1.5 m?
    • Citer les objectifs du chapitre 24 et 6.

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