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Niveau terminale
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Flûte de pan

Posté par
Cametracasse
08-05-15 à 16:20

Bonjour à tous,

Je suis un élève de terminale S, spécialité physique chimie et j'avoue complémentent bloquer sur un exercice. Je viens donc solliciter vos aides pour essayer de le réussir !

Voici l'énoncé:

Cas d'une flûte de Pan. Elle est formée de cinq tubes de roseau juxtaposés, de longueurs L différentes et dont l'extrémité fermé coïncide avec un ventre de pression. L'extrémité opposée, au niveau de l'embouchure, est un nœud de pression.

a) L'état vibratoire du mode fondamentale de fréquence f1=262Hz du tube du do3 (Le plus long) est schématisé ci dessous :
   N
  
   V

Exprimer la longueur L du tube en fonction de Lambda1 (longueur d'onde du mode fondamental). Exprimer la fréquence f1 du mode fondamental en fonction de v et de L. Calculer L.

Là, je pense avoir réussi: L = n*Lambda1/4 donc L = Lambda1/4 et f1 = V/L*4 d'où L = 0,325m

C'est sur les questions suivantes que je bloque:

b) Représenter schématiquement l'état vibratoire du mode harmonique de longueur d'onde LambdaN et de fréquence fn, de rang n immédiatement supérieur à celui du mode fondamental susceptible d'apparaître dans ce tube. Exprimer la longueur L du tube en fonction de LambdaN. Exprimer fn en fonction de f1. Que vaut n?

c) Vérifier que les deux modes propres précédemment considérés sont compatibles avec l'expression L = (2k+1)*LambdaN/4 avec k = entier naturel

d) Comment s'exprime le rang n d'un harmonique en fonction de k ? Les harmoniques de rang pair peuvent-ils être produits par cet instrument ?

Pour la b) j'ai trouvé ça : L = (n*1/2 + 0,25)LambdaN et fn = (n*1/2 + 0,25)*V/L      (Le grand N = n, c'est pour bien le voir à côté de Lambda)

Voilà, j'attends vos aides avec impatience. Merci d'avance !

Posté par
Cametracasse
re : Flûte de pan 08-05-15 à 17:09

Up s'il vous plait !

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte de pan 08-05-15 à 17:31

Bonjour,

Quelle est la valeur que tu utilises pour la célérité du son dans l'air ?

A priori, je suis d'accord avec ta réponse à la première question.

Tu écris assez mal les expressions mathématiques. Elles ne sont pas faciles à lire.

L'expression de L en fonction de n peut s'écrire plus simplement. D'autre part, il faut définir le n que tu utilises et qui n'est pas compatible avec celui de l'énoncé. Relis attentivement les notations de l'énoncé et utilise-les.

Il faut que tu distingues, comme dans l'énoncé, k et n

fn est demandée en fonction de f1
Tu n'as pas terminé le calcul.
__________

"avec impatience" est certainement à éviter dans ce forum...

Posté par
Cametracasse
re : Flûte de pan 08-05-15 à 17:43

J'utilise la valeur de 340 m.s^-1 pour la célérité du son.

Désolé, c'est la première fois que je viens sur un forum..

Alors j'avais aussi trouvé ces expressions la:

L = (n.(lambdan))/4 = (n.v)/(4.fn)

Donc fn = (n.V)/(4.L) = n.f1

Par contre, je ne comprends pas comment distinguer k et n.

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte de pan 08-05-15 à 18:11

a) Dessin

L\;=\;\dfrac{1}{4}.\lambda_1 \;=\;\dfrac{v}{4.f_1}
et donc
f_1\;=\;\dfrac{v}{4.L}

L = 340 / (4262) 0,324 m ou 32,4 cm

b) Dessin

L\;=\;\dfrac{3}{4}.\lambda_n \;=\;\dfrac{3.v}{4.f_n}
et donc
f_n\;=\;\dfrac{3.v}{4.L}\;=\;3.f_1

n = 3
__________

Que réponds-tu pour c) et d) ?

Posté par
Cametracasse
re : Flûte de pan 08-05-15 à 19:29

Le dessin pour la b):

N (nœud)
V
N
V (ventre)

En fait n=3 car la distance entre 2 nœuds est de Lambda/2 mais ici, on a que 1 fuseau et demi d'où le 3/4 de lambda ! C'est bien ça ?

Pour la c) et d) je vois pas trop à part que les harmoniques ne peuvent pas être pairs

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte de pan 08-05-15 à 19:46

c)
Pour k = 0 alors n = 1
Pour k = 1 alors n = 3

d)
n = 2k + 1
Seuls les harmoniques impairs peuvent être produits.

Posté par
Cametracasse
re : Flûte de pan 08-05-15 à 20:38

Merci beaucoup !!

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte de pan 08-05-15 à 20:48

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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