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Flûte traversière

Posté par
JacQueline
27-09-14 à 16:45

Ré bonjour, j'ai un petit problème a un autre exercice. Vous voulez bien m'aider svp. Je vous attends. Merci



Un élève de terminale se passionne pour la flûte traversière.
Il décide d'étudier une note produite par son instrument de musique puis, curieux. Il se  pourquoi une même note produit par sa flûte traversière ou par son synthétiseur ne donne pas le même son.
1. Étude d'un son produit par une flûte traversière

A l'aide d'un dispositif d'acquisition, l'élève effectue un enregistrement de tension électrique u1(t) aux bornes d'un microphone placé devant la flûte traversière. Il obtient également l'analyse spectrale de la note produite (figures a et b).

A. A l'aide de la figure a determiner la valeur de la période T1 et celle de la fréquence F1 du fondamental.
Estimer l'incertitude t1 et en deduire l'incertitude sur la valeur de F1

Donnée: si x=1/y les incertitudes de x et y sont égalés soit x /x = /y


b. A l'aide de la figure b:
Donner un encadrement de la fréquence du fondamental. La valeur trouvée a la question 1-a est elle cohérente avec cet encadrement ?
Determiner les valeurs approches des fréquences f2 et f3 des deux premiers harmoniques

C. Écrire les relations théoriques existant f2 et F1 d'une part, f2 et f3 d'autre part. Vérifier la comptabilité avec les relations précédentes.

Figure a et b

Flûte traversière

*** message déplacé ***

Posté par
JacQueline
Flûte 27-09-14 à 16:46

En ce qui concerne la question 1 a )

Pour la période j'ai trouve 1,125. 10^-3 s
Pour la fréquence F= 888hz

Après je suis bloqué pour tout. J'attends bcp de votre aide. Merciiii.

*** message déplacé ***

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 10:26

Bonjour j'ai encore besoin d'aide pour un exercice. J'attends votre réponse. Merciiiiii.

 Un élève de terminale se passionne pour la flûte traversière.
 Il décide d'étudier une note produite par son instrument de musique puis, curieux. Il se demande pourquoi une même note produit par sa flûte traversière ou par son synthétiseur ne donne pas le même son.
2. Étude d'un son produit par une flûte traversière
 A l'aide d'un dispositif d'acquisition, l'élève effectue un enregistrement de tension électrique u1(t) aux bornes d'un microphone placé devant la flûte traversière. Il obtient également l'analyse spectrale de la note produite (figures a et b).

A) a l'aide de la figure a determiner la valeur de la période T1 et celle de la fréquence F1 du fondamental. Estimer l'incertitude T1 et en deduire l'incertitude sur la valeur F1

Donnée: si x=1/y les incertitudes relatives de x et y sont égales soit x/x= y/y

B) a l'aide la figure b

-Donner un encadrement de la fréquence du fondamental. La valeur trouvée question a la question A. Est elle cohérente avec cet encadrement ?

- determiner les valeurs approches des fréquences f2 et 3 des deux premiers harmoniques

c) écrire les relations théoriques existant entre f2 et F1 d'une part, f3 et F1 d'autre part. Vérifier la comptabilité avec les réponses précédentes.


Alors pour la question a) j'ai réussi a calculer la période et la fréquence
T=1,125.10^-3 s.
F= 888 Hz


Après je ne comprends pas du tout.



Et pour determiner les valeurs approches de f2 et f3 des deux premiers harmonique j'ai trouve ceci

Enfin je pense F2 =0,9 kHz et F3 = 2,5khz


J'attends bcp de vous. Merci d'avance.

Voici les figures  

Flûte

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 10:40

Bonjour,

Attention ! Je te rappelle que le multi-post n'est pas toléré dans ce forum.
 

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 11:06

Oui je le sais pas mais quand j'ai été sur l'autre exercice ile ne figurai pas. Je suis désolée c'était pas voulu,.

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 11:14

Bien sûr, il n'y était plus parce que ce n'était pas sa place et il avait été déplacé (un topic = un exercice et un seul).
Il est très facile de retrouver ses messages : pour apprendre, clique sur la maison
Je te crois quand tu écris que ce n'était pas intentionnel.
Maintenant tu sauras comment faire.
___________

Alors, cet exercice :

Voici mes valeurs (je peux t'expliquer comment j'ai fait avec la figure a) :
T 1,152 ms
F1 868 Hz

Et avec la figure b :
Pour F2 875 Hz
et F3 1 725 Hz

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 11:20

Ou la moi j'ai pas trouver c'est valeur. Oui je veux bien.

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 11:34

Pour la figure a :

J'ai assez fortement agrandi la figure sur l'écran de mon ordinateur.
J'ai alors mesuré la longueur pour 5 ms ; j'ai trouvé 14,6 cm
J'ai mesuré la longueur pour 4 périodes (c'est assez facile en utilisant des pointes très nettess) ; j'ai trouvé 13,45 cm

Ensuite :
T 5 13,45 / (14,6 4) 1,151 5 ms
(il y a trop de chiffres significatifs ; je le sais ; la suite de l'exercice est justement là pour chercher les incertitudes)

Soit une fréquence F1 1 / (1,151 5 10-3) 868 Hz

J'ai appliqué une méthode semblable pour la figure b
. agrandir
. mesurer la longueur correspondant à 3 500 Hz
. mesurer la longueur pour chaque pic
. convertir selon l'échelle

À toi avec tes propres mesures (et cela donnera des indications pour la quantification des incertitudes ! )

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 11:38

Oui mais d'abord on doit faire juste l'incertitude avec la figure a. Moi j'ai trouve 1,125.10^-3 s et pour la fréquence 888hz. C'est assez proche ?

Après pour l'incertitude je ne comprends pas..

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 11:57

L'incertitude :
Quand tu as déterminé T tu as donc trouvé 1,125 ms

Peut-être qu'en recommençant tu trouverais une valeur un peu différente.
Moi-même j'ai une valeur un peu différente.
Si tu fais un sondage parmi tes camarades qui travaillent sur le même exercice, il est probable qu'ils ont aussi des valeurs un peu différentes...
Tout ceci est absolument normal et on ne fait pas de mesure sans être un peu incertain du résultat.

On te demande une valeur qui quantifie cette incertitude.
Selon toi, quand tu annonces 1,125 ms est-ce que tu crois avoir approché la valeur "vraie" à 1 ms près, à 0,1 ms près, à 0,01 ms près... à 0,3 ms... etc.
Exemple : si tu dis que c'est à 0,2 ms près cela signifie qu'après avoir pris toutes les précautions voulues pour ta mesure, après avoir éventuellement recommencé, tu estimes que la valeur "vraie" est assez probablement comprise entre
1,125 - 0,2 = 0,925 ms et 1,125 + 0,2 = 1,325 ms
Il me semble qu'un tel intervalle serait assez pessimiste. Je pense que l'incertitude est donc plus faible que 0,2 ms

Que penses-tu de tout cela ?

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 12:46

Oui je suis d'accord mais je comprends pas comment on peut trouve le +/- quelque chose
. Par exemple pourquoi 0,1 0,01 ou 0,3 ..
Dans l'exemple que vous avez donnée je comprends pourquoi 0,2 ??

Les incertitudes je n'y arrives pas.

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 13:34

Les incertitudes dépendent de la méthode que tu as utilisée pour la détermination de la valeur.

Je t'ai expliqué ma méthode de mesure.

Quelle a été ta méthode ?
À l'œil ?
As-tu mesuré quelque chose ?
Une période ?
Trois périodes ?
Avec quoi ?
Un "centimètre" de couturière ?
Un double-décimètre gradué en millimètre ?
Une feuille de papier avec des carreaux 5x5 ?

C'est seulement grâce à la réflexion (critique) sur la méthode de mesure que tu peux avancer dans la quantification de l'incertitude.

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 13:43

Ah !

J'ai compte le nombre de période soit 4T= 4,9ms soit 4,9.10^-3s
Alors T= (4,9.10^-3)/4 = 1,125.10^-3 s

Alors la fréquence 1/T = 888 Hz

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 16:14

Je suis très étonné par ce 4.T = 4,9 ms

Tout à fait d'accord pour prendre 4.T
Cela permettra beaucoup moins d'incertitude que de prendre seulement 1.T

Mais comment trouves-tu 4,9 millisecondes ?

Il faut partir d'un détail du motif et aller, 4 périodes plus loin, jusqu'au même détail de ce motif.

Or, si je regarde sur l'axe des temps à 4,9 ms je vois que la courbe enregistrée coupe cet axe. Mais si je regarde 4 périodes avant, je ne tombe pas du tout sur 0 ; le même détail du motif se trouve environ à 0,3 ms

Flûte traversière

Si bien que la durée de 4 périodes n'est pas 4,9 ms mais 4,9 - 0,3 4,6 ms
Ce qui correspond à une période T 4,6 / 4 1,15 ms

Valeur en parfait accord avec la mienne...

Comprends-tu ce que j'ai essayé d'expliquer ?

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 16:16

Oui oui j'ai compris c'est une erreur de ma part.

Mais donc pour deduire l'incertitude de la fréquence et période. Comment je fais ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 16:23

Quand tu lis sur le graphique 0,3 ms, entre quelle valeur et quelle valeur penses-tu que se trouve l'intersection de la courbe et l'axe ?
Est-ce quelque part entre 0,2 et 0,4 ms ?
Quelque part entre 0,25 et 0,35 ms ?

De même pour 4,9 ms
Quelle incertitude pour 4,9 ms ?

Et donc... quelle incertitude pour 4,6 ms ?
et donc... quelle incertitude pour 1,15 ms ?

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 16:28

Ça serait entre 0,2 et 0,4 ms ?

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 16:44

Je ne vois pas pourquoi il faut faire pour 4.9 4,6 et 1.15 !

Je suis vraiment trop nul.

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 18:35

Ta méthode pour mesurer T (tu as pu lire que j'ai fait autrement ; peu importe ; j'ai aussi écrit que l'estimation de l'incertitude se fait justement en partant de la méthode utilisée) est la suivante :

T = (4,9 - 0,3) / 4

Donc... pour estimer l'incertitude sur T, tu dois estimer
. l'incertitude sur 4,9 ms
. l'incertitude sur 0,3 ms
. il n'y a pas d'incertitude sur 4

Tu peux aussi dire que :

T = 4,6 / 4

Dans ce cas il faut estimer l'incertitude sur 4,6 ms
Et, comme 4,6 = 4,9 - 0,3
il faut commencer par estimer les incertitudes sur 4,9 ms et 0,3 ms

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 18:57

Alors j'ai tout repris avec des amies et on a trouve quelque chose. Enfin on pense avoir réussi l'exercice entier.


1)a T=1,14 .10^-3 s
F= 877 Hz

Incertitude sur t1 T1 est estimée a 0,05 ms. par rapport au graph
Incertitude sur F1 F1/ f1 = T1/t1
F1 = F1 *( T1 / t1)

Application : F1= 877 *(0,05/1,14)= 38hz

B) la fréquence fondamental correspond au premier pic F1= 862 Hz ( je ne détaille pas le calcule )

Pour l'encadrement F1- F1 F1 F1 + F1 soit 824hz F1 900 Hz

La valeur est cohérente car 877 Hz fait partie de l'intervalle.

Valeur approches des fréquences f2 et f3

Pour f2 =1,72 kHz pour f3 = 2,54 kHz

C ) relations theoriQues :

F2= 2f1 f2 = 2*862= 1724 Hz (1,72 kHz)
F3=3*f1 =3*862= 2586 Hz (2,59 kHz)

Les valeurs sont bien compatible.


Est ceci ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 19:06

Eh bien tu as de très bonnes amies. Oui, c'est bon (même s'il faudrait expliquer le choix des valeurs estimées).

Je ne plaisante pas : c'est une excellente manière de travailler en groupe, en s'expliquant les difficultés les un(e)s aux autres. À la condition bien sûr qu'il n'y ait pas quelqu'un(e) qui travaille et les autres qui copient sans rien comprendre...

Posté par
JacQueline
Flûte 28-09-14 à 19:12

Oui oui nus avons expliqué les valeurs.

Non on a tous travailler chacun de notre côté et des qu'il y avait un soucis on se demande et on s'explique. Nous faisons toujours comme ça.

Je vous remercie.

Posté par
Coll Moderateur
re : Flûte traversière 28-09-14 à 21:17

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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