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Marc fait de l'acoustique
Bonjour, pourriez vous m'aider à finir ce TP d'acoustique? 
A) Sans GBF
Passe à proximité d'un aimant nn fil métallique tendu entre deux attaches. Les extrémités du fil sont reliées à un système d'acquisition permettant de mesurer la tension électrique entre les deux extrémités du fil. Le déplacement du fil dans le champ magnétique dû à l'aimant créera dans le fil une tension induite. Celle-ci nous renseignera directement sur les caractéristiques des oscillations spatiales du fil : par exemple, la période de la tension induite sera la période des oscillations du fil.
En utilisant le système d'acquisition , enregistrer la tension induite lorsqu'on pince la corde.
->Ca ne me dit rien.. 
1)Faire un schéma du montage
2)Imprimer le spectre des vibrations de la corde.
3)Déterminer les fréquences f1 du fondamental et fn des harmoniques rt vérifier que l'on a bien fn=nf1
J'ai trouvé
f1=33,2Hz
f2=65,3Hz
f3=97,8Hz
f4=130Hz
f5=165Hz
On remarque que f2
2f1 et ainsi de suite donc fn=nf1
Peut on étayer plus?
B) Avec GBF
La corde est maintenant branchée sur un GBF en mode sinusoidal (du courant alternatif passe alors dnas le fil). Du fait de la présence de l'aimant, une force va s'exercer sur le fil et va le faire vibrer. Pour certaines fréquences d'excitation, ces vibrations seront importantes: on observe des résonances. A chaque résonance le fil vibre selon un profil donné, on remarque certains points du fil:
*ceux qui ne vibrent pas : noeuds de vibration
*ceux dont l'amplitude de vibration est maximale : ventre de vibration.
Placer l'aimant près d'une attache du fil, le fil ne doit pas être trop tendu.
La longueur du fil mesurée entre les attaches est L=67,5cm.
Augmenter lentement en parant de 0Hz la fréquence d'excitation. A chaque résonance, noter la valeur de la fréquence d'excitation et dessiner l'aspect du fil.
J'ai oublié de noter les valeurs, normalement, on trouve comme dans le A) à peu près non?
1)Faire un schéma du montage
2)Noter les observations.
->Si on place l'aimant sur un noeud de vibration le fil de cuivre ne vibre plus. Si on le place sur un ventre de vibration, le fil de cuivre se remet à vibrer.
C)Exploitation
1)Comparer les valeurs des fréquences de résonance du fil mesurées au B) aux valeurs des fréquences propres mesurées en A). Comment trouver un moyen de faire l'exo avec mes données manquantes?
2)En déduire une condition pour qu'il y ait résonance lorsqu'on excite la corde. ->
3)Donner un lien entre le nombre de ventres du fil et le numéro de l'harmonique avec la fréquence duquel on excite le fil (nombre n déjà défini). -> n est déjà défini?
4)Donner une définition de mode propre de vibration du fil. Pour chaque mode propre de fréquence fn
, donner en fonction de L la longueur d'onde 
n du mode.
->Qu'est ce qu'un mode exactement? J'ai trouvé la définition suivante : "On appelle mode propre de vibration lorsque chaque point de la corde vibre sinusoïdalement à la même fréquence appelée fréquence propre."
5)En déduire la valeur de la célérité v de sondes sur la cordes.
Je sais que v=nf avec f la fréquence mais après..
Merci
Coucou Marc, pourrais tu venir m'aider sur cet exercice? https://www.ilephysique.net/sujet-marc-fait-de-l-acoustique-243787.html Merci
*** message déplacé ***
Bonjour Romane,
En utilisant le système d'acquisition , enregistrer la tension induite lorsqu'on pince la corde.
->Ca ne me dit rien..
C'est "pincer la corde" qui ne te dit rien ?
Mais apparemment, tu as fait la manip quand même.
Il n'y a pas grand-chose à ajouter, je crois, :
f2
2 f1
f3
3 f1
f4
4 f1
f5
5 f1
Donc on peut dire que fn
n f1Augmenter lentement en partant de 0 Hz la fréquence d'excitation. A chaque résonance, noter la valeur de la fréquence d'excitation et dessiner l'aspect du fil.
J'ai oublié de noter les valeurs, normalement, on trouve comme dans le A) à peu près non?
Oui, on doit trouver comme dans le A. Mais c'est dommage de ne pas avoir noté les valeurs des fréquences de résonance parce qu'on te demande de les comparer ensuite. Il va falloir tricher
...
2)Noter les observations.
->Si on place l'aimant sur un noeud de vibration le fil de cuivre ne vibre plus. Si on le place sur un ventre de vibration, le fil de cuivre se remet à vibrer.
Oui.
Sais-tu pourquoi le fil vibre ? Sous l'action de quelle force ?
2) En fait, un fil qui est parcouru par un courant électrique placé dans un champ magnétique subit une force électromagnétique, appelée force de Laplace, perpendiculaire au fil et à la direction du champ magnétique. Les électrons vont du haut vers le bas puis de bas vers le haut, donc la force de Laplace aussi. Mais pourquoi ça créé un mouvement?
J'avais commencé un message donc je le laisse à la suite.
Oui, c'est la force de Laplace. Elle est perpendiculaire au plan formé par le courant et le champ magnétique. Qui dit force, dit mouvement.
**************************
C)Exploitation
1)Comparer les valeurs des fréquences de résonance du fil (mesurées au B) aux valeurs des fréquences propres mesurées en A). Comment trouver un moyen de faire l'exo avec mes données manquantes?
Comme je l'ai dit, il va falloir tricher ==> inventer des valeurs proches des valeurs trouvées en A (mais pas exactement les mêmes à cause des erreurs de mesure).
Ou s'il y a un(e) autre élève suffisamment sympathique pour te donner les données qui te manquent...
La corde doit ressembler au premier schéma pour f1 (fréquence fondamentale) et au deuxième schéma pour f2. Pour f3, il y a 3 ventres, pour f4, 4 ventres et pour f5, 5 ventres.
Pour la force de Laplace, comme le courant est alternatif (il change de sens), la force en fait autant. Donc le fil tiré par une force horizontale qui change de sens, oscille.
Pour le B2 :
2)Noter les observations.
->Si on place l'aimant sur un noeud de vibration le fil de cuivre ne vibre plus. Si on le place sur un ventre de vibration, le fil de cuivre se remet à vibrer.
Ce n'est pas la bonne réponse. Il faut dire qu'à la première fréquence de résonance f1, on observe un "fuseau". A la deuxième f2[/sub], il y a deux "fuseaux".
Pour la troisième f[sub]3, 3 "fuseaux".
Pour la quatrième f4, 4 "fuseaux".
Pour la cinquième f5, 5 "fuseaux".
Qu'est ce qu'un fuseau exactement? J'ai bien peur de confondre avec un noeud de vibration ou un ventre de vibration
Un fuseau => voir schéma...
On n'a représenté que les deux positions extrêmes. la corde occupe toutes les positions intermédiaires au cours du temps. Un fuseau est limité par deux noeuds.
Juste pour que ça soit clair,quelle est la différence entre un fuseau et un ventre? Sorry mais mes synapses doivent être en grève !
Il y a un ventre par fuseau.
Le ventre, c'est le maximum. Le noeud, c'est le minimum (==> 0).
Le fuseau, c'est l'ensemble.
La notion de ventre était assez floue en cours, je comprends mieux Pour la question 2) même si j'avais oublié de parler des fuseaux, ma réponse "Si on place l'aimant sur un noeud de vibration le fil de cuivre ne vibre plus. Si on le place sur un ventre de vibration, le fil de cuivre se remet à vibrer." est quand même correcte n'est ce pas?
C)
1)
Bon, va falloir faire marcher notre imagination
2)Il faut se servir du fait que les valeurs des fréquences de résonance du fil mesurées au B) (à "imaginer") et les valeurs des fréquences propres mesurées en A) sont proches.. Déjà, la condition n'est pas le courant qui passe dans le fil, je dirais que c'est le champ magnétique créé par l'aimant.
3)On constate que f3=3f1par exemple, mais je ne sais pas si je suis sur la bonne piste
4)"On appelle mode propre de vibration lorsque chaque point de la corde vibre sinusoïdalement à la même fréquence appelée fréquence propre." J'avais noté n=v/nv/2L mais je ne sais plus d'où ça vient, pourquoi nv/2L = f? (2L car c'est un aller retour je pense)
5)A voir ensuite
Pour la question 2, le problème est que tu ne sais pas a priori où se trouvent les ventres et les noeuds (sauf aux extrémités où il y a toujours un noeud).
On dit dans le texte : "Placer l'aimant près d'une attache du fil, le fil ne doit pas être trop tendu."
Mais, si c'est quelque chose que tu as constaté pendant le TP, tu peux le mettre bien sûr.
Pour la C2, je suis un peu dubitatif. Je ne comprends pas bien la question. Je crois qu'il faut répondre (à cause de "en déduire") que, pour qu'il y ait résonance, il faut exciter la corde (le fil) sur ses fréquences propres.
Pour C3
Pour f1, on a 1 ventre.
Pour f2, on a 2 ventres.
Pour f3, on a 3 ventres.
Pour f4, on a 4 ventres.
Pour f5, on a 5 ventres.
Donc le nombre de ventres est égal au numéro de l'harmonique.
Pour C4, il faut savoir qu'entre deux noeuds, on a /2.
Pour f1, on a L = 1 / 2 ==> 1 = 2 L (= 2 L / 1).
Pour f2, on a L = 2 2 / 2 = 2 ==> 2 = L (= 2 L / 2) .
Pour f3, on a L = 3 3 / 2 ==> 3 = 2 L / 3 .
Pour f4, on a L = 4 4 / 2 = 2 4 ==> 4 = L / 2 (= 2 L /4).
Pour f5, on a L = 5 2 / 2 ==> 5 = 2 L / 5 .
Donc, pour fn, n = 2 L / n .
5)En déduire la valeur de la célérité v de sondes sur la cordes.
Je sais que v =
n f avec f la fréquence mais après..==> v =
n fnErreur de copier-coller...
"Pour f5, on a L = 5 2 / 2 ==> 5 = 2 L / 5 ." ==> Pour f5, on a L = 5 5 / 2 ==> 5 = 2 L / 5 .
"Pour C4, il faut savoir qu'entre deux noeuds, on a
/2."Comment tu le sais? Je ne comprends pas d'où ça vient ni ce que ça veut dire
5)Il faut le calculer pour chacune? Mais avec quelles valeurs?
Tu n'as pas vu ça en cours ?
Si la réponse est non, je vais essayer de trouver un moyen de contourner ça.
Le problème est que, pour moi, c'est évident mais...
Vérifie dans ton cours...
Si tu as entendu parler de ventres, de noeuds, tu as dû entendre parler d'ondes stationnaires et de distance entre deux ventres et deux noeuds.
Mathématiquement, la démonstration n'est pas à ta portée donc on a dû te "balancer" le résultat comme ça.
5)Il faut le calculer pour chacune? Mais avec quelles valeurs?
Tu prends les valeurs de
trouvées en C4 et les fréquences correspondantes (tu dois trouver la même vitesse partout).
Ou alors tu dis :
fn = n f1
n = 2L/n
donc :
v = fn
n = n f1 2L/n = 2 L f1
Donc, à peu près :
v
44,5 m.s-1 (en prenant f1 = 33 Hz)Ok ! Exo compris, merci
Au fait, pourrais tu me passer ton adresse email ? Afin de ne pas la divulguer sur internet je te propose de me l'envoyer par le lien "contact" sur mon blog, si tu veux bien. C'est juste pour te poser une question hors forum, rien de bien méchant ^^
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