Exercice 1 - Signaux périodiques: (8 points)
Document 3
4Tension (V)
0,2
0,1-
Son A
Document 1
Les signaux électriques envoyés à un casque audio génèrent des sons ayant la même fréquence que celle du signal électrique.
Un signal de grande fréquence donne un son aigu, alors qu'un signal de basse fréquence donne un son grave.
-0,2-
0,2 Tension (Y)
Son B
Document 2
La presbyacousie est une perte de l'audition liée à l'âge. Ce phénomène affecte notamment les sons aigus dont la frequence dépasse 15 kHz. Plus une personne est âgée et moins elle peut entendre les sons aigus.
Il existe une sonnerie de téléphone portable appelée « Teen Buzz Mosquito »
qui émet un son très aigu que les adolescents entendent mais pas les adultes.
4 Tension (mV)
200-
100-
-100-
-200-
VV +
1. Définir la période T et la fréquence f d'un signal sonore.
2. A partir des documents ci-dessus, déterminer les périodes Ta et Ta et Te de chaque son.
3. Calculer les fréquences fa, fe et fc correspondantes.
4. Quel son peut correspondre à la sonnerie « Teen Buzz Mosquito » ? Justifier.


Exercice 2 -Un sonar au profit de la pêche : (5 points)
1. Indiquer les paramètres qui influent sur la vitesse de propagation d'un signal sonore.
2. Réalise un schéma représentant le trajet du signal sonore émis par le sonar.
3. Quelle est la profondeur du fond marin sous le bateau du document A. Justifier.
4. Comparer la valeur de la vitesse du son dans l'air à celle utilisée précédemment. Conclure.
Utilisation d'un sonar pour repérer des bancs de poissons
Un pêcheur utilise un sonar pour connaître la profondeur d'eau sous le bateau et repérer d'éventuels bancs de poissons. Le sonar émet des ultrasons à la verticale du bateau, vers le fond marin. Lorsque les ultrasons rencontrent un obstacle, ils sont réfléchis; une partie est ensuite captée par le sonar.
Influence de la température sur la valeur de la vitesse de propagation des ultrasons dans l'eau
Valeur de la vitesse de propagation des ultrasons (m-s")
1540
1520
1500
1480
1460
1440 гт
15°C
10°C
20
25
Fond marin
Le sonar calcule l'intervalle de temps séparant l'émission et la réception d'une salve ultrasonore.
Dans la situation étudiée, l'intervalle de temps est 25 ms.
Exercice 3 - Le son émis lors d'un spectacle : (6 points)
Pour sonoriser un spectacle de grande ampleur, on utilise une ligne à retard. Avec ce dispositif électronique, les différentes enceintes de rappel, placées au milieu du public loin de la scène, restituent le son de la scène avec un léger décalage temporel par rapport aux enceintes de façade placées, elles, sur la scène. Ce décalage dépend de l'endroit où elles se trouvent. Ainsi le son provenant d'enceintes plus proches du spectateur sera produit légèrement plus tard que celles qui en sont éloignées.
Concert au stade de Wembley, Londres
Dans un stade de football rectangulaire, de longueur
L=170 m, la scène se trouve à une extrémité, avec des enceintes sur ses bords. Deux enceintes de rappel se trouvent à mi-distance pour relayer le son jusqu'à l'autre extrémité.
Les enceintes au premier plan restituent le son en décalage avec celles qui sont en bord de scène.
1. Expliquer comment le signal sonore est émis et quel est le rôle des enceintes ?
2. Quelles enceintes doivent générer le son en premier ?
3. Calculer le retard (en ms) que l'ingénieur doit programmer pour qu'une personne à l'autre bout du stade entende les sons des quatre enceintes de manière synchronisée et sans décalage



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