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Acoustique~Spécialité physique/chimie

Posté par
miss08
18-03-09 à 20:29

Bonsoir à tous,

Ah l'acoustique quand tu nous tient! Pouvez-vous me donner un petit coup de pouce, une piste, svp? Cela serait très gentil...

Lors de l'émission d'un son par une flûte traversière, on peut considérer, dans une modélisation simple, que la colonne d'air mise en vibration est comprise entre l'embouchure et le trou ouvert sur le tuyau le plus proche de celle-ci.

Les deux extrémités de cette colonne sont des noeuds de vibration (pour les variations de pression)
A 20°C, la célérité du son est égale à 343 mètres par seconde et est proportionnelle à T, T étant la température absolue en kelvins. (on rapelle que 0°C=273K)

a.Quelle est, selon ce modèle, la distance entre le premier trou ouvert et l'embouchure pour que le son émis ait une fréquence de 440Hz à la température de 20°c?
> J'ai fait: = v/f= 343/440=0.780m
Ainsi pour savoir la distance, on divise par 2: 0.780/2= 0.39m?

b.En cours d'utilisation, la température de la colonne d'air s'élève.
La longueur calculée précedemment n'étant pas modifiée, quelle est la fréquence du son émis si la température de l'air atteint les 30°c?
> f=v: mais on ne connait pas la vitesse à 30°c. Ainsi je pense qu'il faut passer par T, mais justement, je ne comprend pas très bien "la célérité du son est égale à 343 mètres par seconde et est proportionnelle à T" Cela veut il dire que à 20°c=x(coefficient)T? C'est comme cela que je le comprend mais je doute fort que ce ne soit pas cela car je ne vois pas pas après comment il faut procéder! J'ai calculé la température 30°c en Kelvin= 30+273= 303k. Après il faut faire 303 = 17.4 mètre par seconde et c'est tout? Je ne suis pas très convaincue... Car si cela est bon 20°c=x(coefficient)T, où est passée le x? Oui ça ne doit pas être cela..

c.De quelle valeur le musicien doit il modifier la longueur du tuyau pour que, à la température de 30°c, le son émis ait à nouveau la fréquence de 44O hz?
> C'est le même problème que pour la b (je pense que si je réussie la b, je réussierais la c aussi..non?)

Merci d'avance pour votre aide.

Posté par
Coll Moderateur
re : Acoustique~Spécialité physique/chimie 18-03-09 à 21:33

Bonjour,

Question a : oui, L = / 2 = V / (2 f)
L 0,39 m ou 39 cm

Question b :

V20 = 343 m.s-1 = k (273 + 20)
V30 = k (273 + 30)

V30 = 343 (303) / (293)

Posté par
miss08
re : Acoustique~Spécialité physique/chimie 19-03-09 à 22:03

Bonsoir Coll,

tout d'abord merci pour ton aide. Un simple produit en croix donc...Ainsi, f=V30/= 348.8/0.39= 894 Hz

Pour la question c, je ne vois pas très bien en faite ce que cela désigne "la longueur du tuyau "? Est ce l'équivalent de la longueur d'onde, ? Ce qui donnera:
= V30/f=348.8/440=0.79 m?

Merci d'avance.

Posté par
Coll Moderateur
re : Acoustique~Spécialité physique/chimie 25-03-09 à 08:59

Tu oublies systématiquement que la longueur du tuyau est la moitié de la longueur d'onde.

Heureusement que la fréquence ne varie pas aussi vite avec la température ; ce n'est pas entre les mouvements d'une symphonie que l'orchestre devrait se ré-accorder mais presque à chaque page !

L = V20 / (2.f20) = V30 / (2.f30)

f30 = (V30 / V20) f20 = f20 (T30 / T20)

f30 = 440 (303 / 293) 447,4 Hz

Pour revenir à la fréquence du diapason, la3 de 440 Hz malgré l'augmentation de la température il va falloir que le flûtiste augmente légèrement (ce n'est pas un trombone à coulisse ! ! ) la longueur de sa flûte :

L = V30 / (2.f)

L = 343 (303 / 293) / (2 440) 0,396 m

Soit une augmentation de la longueur de 6 millimètres, ce que permet toute flûte !

Posté par
miss08
re : Acoustique~Spécialité physique/chimie 25-03-09 à 16:59

Bonjour Coll,

ah oui c'est vrai !! Décidemment...En tout cas merci beaucoup pour ton aide et tes explications!

Passe une bonne semaine!

Posté par
Coll Moderateur
re : Acoustique~Spécialité physique/chimie 25-03-09 à 21:25

Je t'en prie.
Bonne semaine à toi aussi et à une prochaine fois !



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