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Les tuyaux sonores (spé physique)
Bonsoir à tous, j'ai un exercice que je n'arrive pas à faire et j'aimerais vraiment que vous m'aidiez svp!
Dans cette partie on génère des ondes sonores à l’aide d’un haut-parleur relié à un GBF. Celui-ci est placé devant une extrémité d’un tube ouvert des deux côtés. Un microphone fixé sur une tige mobile relié à un oscilloscope détecte une tension qui est proportionnelle à la pression acoustique. On se référera ici à une animation simulant cette expérience. (lien: 
)
1.Un groupe d’élèves a mesuré les fréquences de résonance ci-dessous: (en Hz)
Longueur du tuyau: f1 f2 f3 f4
1 m : 170 340 540 730
0,60 m : 270 534 805 1060
a. Calculer les rapports fn/f1. Que peut on en conclure ?
b. Justifier que la fréquence f1 est bien celle du fondamental.
2. Sur l’animation, se placer sur l’harmonique de rang 1. Cliquer-glisser le micro depuis le haut parleur jusqu’à l’extrémité opposée. Observer sur l’oscilloscope l’évolution de la tension détectée par le microphone.
a. Comment l’amplitude de la tension détectée par le microphone évolue-t-elle ?
b. Représenter ci-dessous les fuseaux en positionnant les ventres et noeuds de pression.
c. Faire de même pour les harmoniques 2 et 3. (Voir figure)
3. En déduire la valeur de la longueur d’onde des trois premières mesures du tube de 1 m de long.
4. En déduire une valeur de la célérité v du son dans l’air en détaillant le calcul. Cette valeur est-elle cohérente avec la
valeur théorique ? Estimer les erreurs possibles.
Je vous remercie d'avance!
Edit Coll : balises et image recadrée
Voici ce que j'ai trouvé:
1-a fn/f1: f2/f1 = 340/170 = 2
f3/f1 = 540/170 = 3.1
On peut en conclure que f2, f3 et f4 sont des multiples de f1.
1-b f1 est la fondamentale car c'est la plus petite valeur.
2-a L'amplitude, au début, est nulle. Ensuite elle augmente jusqu'au point N (amplitude max) puis ensuite elle diminue et elle redevient nulle.
2-b/c 1 fuseau pour f1, 2 fuseaux pour f2 et 3 fuseaux pour f3.
3- lambda = v/f mais je n'ai pas la vitesse, je n'ai que la fréquence.
4- Je n'ai pas réussi à la faire!
Pouvez vous voir si mes réponses sont correctes et m'aidez pour les 2 dernières questions svp?
Merci
Bonsoir,
Je pense qu'il faut aussi :
. calculer f4 / f1
. refaire ces mêmes trois rapports pour le tuyau de 0,60 m
Si la première fréquence est la fondamentale alors les suivantes sont les multiples entiers successifs : 2 fois, 3 fois, 4 fois...
Question 3 : tu as la longueur du tuyau ! et le nombre de fuseaux. Cela suffit pour connaître la longueur d'onde.
Question 4 : avec la longueur d'onde (question 3) et la fréquence tu en déduis des estimations de la vitesse du son
Ok d'accord merci!
Par contre, je n'ai toujours pas compris la question 3: comment obtenir la longueur d'onde avec la longueur du tuyau et le nombre de fuseaux?
Merci d'avance
Quelles sont les longueurs des tuyaux ?
Combien y a-t-il de fuseaux dans ces tuyaux selon les fréquences d'excitation ?
J'ai répondu trop vite : c'est faux
Quelle est la relation entre la longueur d'un fuseau et la longueur d'onde (question déjà posée à 11 h 44 et à laquelle tu n'as pas répondu)
Ahh oui, un fuseau correspond à une demi longueur d'onde.
Donc lambda= 2m (pour f1); lambda= 1m (pour f2) et lambda= 0.66m pour f3 ?
Voilà !
Maintenant tu peux en déduire la vitesse du son dans l'air à cette température (et avec quelques autres sources d'erreur).
Donc on obtient environ 340 m/s.
Je n'ai pas compris la deuxième partie de la question... Quelle est la valeur théorique?
Ton livre te dit certainement que la vitesse du son dans l'air sous la pression atmosphérique et à 20 °C vaut environ 343 m.s-1
Ok bah je vous remercie vraiment de votre aide Par contre j'ai un autre exo que je n'arrive pas à faire, pouvez vous y jeter un coup d'oeil encore svp? Merci d'avance!
Devoir en spé physique (tuyaux sonores)
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