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Alarme et propagation sonore

Posté par
eve123
25-02-21 à 18:59

Bonjour,  j'aurais besoin d'aide pour la question 4.3 , je n'arrive pas à déterminer l'égalité
Sans contrainte, le son produit par l'alarme se propage dans une demi­sphère. L'intensité sonore s'exprime :
I=P/2pied^2
I : intensité sonore (W·m-2)
puissance sonore (W)
d : distance à la source (m)

Cette intensité est liée au niveau d'intensité sonore, plus couramment employé :
I
L = 10 log(I/I0 )
L : niveau d'intensité sonore (dB)
I0 : intensité sonore de référence égale à
I0 = 10-12 W·m

Suite à la détection d'une personne entrant dans le bâtiment, l'alarme sonore se déclenche.Le niveau sonore à 1,0 m est égal à L1 = 105 dB. On suppose que le son se propage dans une demi-sphère.

4.1 Exprimer, puis calculer l'intensité sonore I1 à une distance d = 1,0 m de l'alarme.

4.2 Exprimer, puis calculer l'atténuation
A3 = L3 - L1 entre les niveaux d'intensité sonore à 3,0 m et à 1,0m de distance.

4.3 Déterminer la distance minimale dmin pour laquelle le bruit de l'alarme se confond avec le bruit ambiant. Commenter.

4.4 Calculer la longueur d'onde du son émis.

4.5 Préciser si cette onde peut être diffractée à travers une porte ouverte.

Données:
Niveau d'intensité sonore dû au bruit ambiant dans une rue calme : Lambiant = 30 dB
• Vitesse du son dans l'air : vson = 340 m.s-1 • Fréquence de l'alarme : f = 1,7 kHz
Mercii .

Posté par
odbugt1
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 00:40

Bonsoir,

Puisque tu demandes de l'aide pour la question 4.3 cela semble sous entendre que tu as déjà résolu les questions précédentes.
Merci, dans ce cas d'exposer tes résultats et les méthodes employées.

Remarque :
Tu écris que  :  "  I=P/2pied^2   "
Ce n'est pas des plus clairs !
Je suppose que " I " est l'intensité sonore, " P "  la puissance sonore.
" 2pi " est probablement " 2" et " d " la distance à laquelle se trouve la source.

Mais il reste le " e " au milieu du "pied"
Qu'est ce que ce " e " ?

Posté par
eve123
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 11:16

Bonjour,

4.1-J'utilise la formule du niveau d'intensité sonore:

L1=10log(I1/I0) ce qui nous donne I1=10^L1/10xI0
I1=10^105/10x10^-12
I1=3,2x10^-2 W.m^-2

4.2-   A3=L3-L1
                   =10log(I3/I0) -10log(I1/I0)
Après avoir utilisé les propriétés du logarithme, je trouve :
         A3=20log(1/3)

En ce qui concerne la formule de l'intensité sonore ,il s'agit d'une erreur de ma part ,la formule est bien :

I=p/2pi x2

Mercii

Posté par
odbugt1
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 12:41

Je pense qu'il n'est pas inutile de te demander d'employer correctement les parenthèses, les exposants et les indices dans tes calculs :
Quand tu écris que I1=10^L1/10xI0 je suppose qu'il faut lire I1 = (10^L1) * I0
Mieux encore : I1 =  I0 * 10L1

Et je suppose aussi que ton étrange " I=p/2pi x2 " doit se lire :  I = P / (2d²)

Tu remarqueras que pour le symbole de la multiplication je privilégie le signe " * " qui a l'avantage de ne pas pouvoir être confondu avec une éventuelle grandeur notée " x "

Question 4.1
Ton calcul (très mal écrit) est exact.
I = 10(105/10)  * 10-12
I 3,16 . 10-2 W/m²
As tu remarqué que la lisibilité du calcul est grandement amélioré par l'utilisation des "espaces" à l'intérieur des calculs ?

Question 4.2
Deux remarques :
- " Après avoir utilisé les propriétés du logarithme"  n'est pas suffisant comme justification.
- En physique un résultat numérique doit obligatoirement être rendu sous la forme d'un nombre décimal suivi (s'il y a lieu) d'une unité.

Question 4.3
Le bruit de l'alarme se confond avec le bruit ambiant.
Donc à la distance dmin demandée le niveau sonore généré par l'alarme est égal à 30dB (Voir énoncé si besoin est)

Posté par
eve123
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 18:00

4-2)

             A3=L3-L1
                   =10log(I3/I0) -10log(I1/I0)
                   = 10log(I3/I0*I0/I1)
                   =10log(I3/I1)
                   =10log( P / (2 pi d3²) * (2 pi d1²) /P )
                   = 10log(d1² /d 3²)
                   =20log(d1/d3)
                   =20 log (1/3)
                   =-9,5 dB

Est il possible d'avoir une atténuation négative?

4.3) Je bloque car les données nous donnent pas la puissance :

J'ai l'égalité suivante : L ambiant =L alarme

Je m'excuse d'avance sur le symbole pi que je n'arrive pas à mettre

Posté par
odbugt1
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 19:40

Question 4.2 : OK
L'atténuation caractérise la diminution de la puissance sonore par rapport à la puissance sonore de la source.
Le signe " - " est donc cohérent avec cette diminution

Question 4.3 :
Il faut se "débarrasser" de la puissance au cours du calcul :
A la distance d1  l'intensité sonore est I1
P = 2 * I1 * (d1)²  

A la distance dmin  l'intensité sonore est Imin
P = 2 * Imin * (dmin)²  

On en retire que : I1 * (d1)²  = Imin * (dmin
soit I1 / Imin = (dmin)² / (d1

Il te reste à exprimer les intensités sonores I1 et Imin en fonction des niveaux sonores L1 et Lmin et le tour est joué !

Posté par
eve123
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 21:45

Merci beaucoup!

Donc si j'ai bien compris, on trouve finalement que
    
             dmin =(I1d1/Imin)
                          =5660m
On peut donc en conclure que l'alarme se fera entendre jusqu'à plus de 5km.

Posté par
odbugt1
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 22:02

Je ne vérifie pas les résultats non justifiés.

Posté par
odbugt1
re : Alarme et propagation sonore 26-02-21 à 23:51

Après relecture je crois comprendre que l'écriture correcte de ce que tu as répondu est :

d_{min} =  \sqrt{ \dfrac{I_1 * d_1^2}{I_{min}} }

La valeur de I1 a été calculée : I1 = 0,0316 W/m²
Celle de d1 est dans l'énoncé : d1 = 1m
mais quid de celle de Imin ?

Posté par
eve123
re : Alarme et propagation sonore 27-02-21 à 21:33

On sait que Lambiant =30dB :

           Or Lambiant =10 log (Imin/I0)
               Donc Imin=10^(L'ambiant/10)*I0
                                      =10^3*10^-12
                                       =1,0*10^-9 W.m^-2

D'où le résultat que j'ai trouvé.Mon interprétation est elle correcte ?

Posté par
odbugt1
re : Alarme et propagation sonore 27-02-21 à 22:29

Elle est correcte et ton résultat est presque exact.
Toutefois il est préférable de faire un calcul entièrement littéral avant de passer à l'application numérique.
En procédant ainsi on trouve que :

\large d_{min} = d_1  * 10^\left({ \frac{L_1~-~L_{min}}{20} }\right)

A.N.
d_{min} = 1  * 10^{ \frac{105~-~30}{20} }~=~ 10^{3,75} = 5620m

Résultat un peu différent du tien (5660m)



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