Correction des exercices du chapitre 2 : Caractéristiques des ondes (p. 47-59) 8..Reconnaître l’allure d’une onde L’allure de la corde à la date t = 0,20 s est la c, car la perturbation a atteint A situé à 1,5 m ; L’allure de la perturbation est « inversée » par rapport à la représentation temporelle. 11.. Exploiter une expérience 1. Le schéma de l’expérience est le suivant : 2. Les signaux ont la même période et donc la même fréquence, ils sont en phase et n’ont pas la même amplitude. 3. Les microphones ne sont pas à la même distance du haut-parleur, car les signaux ont des amplitudes différentes. En effet lors de la propagation d’une onde, l’amplitude du signal diminue avec la distance parcourue. 13..Reconnaître une représentation graphique 1. L’équation générale de la tension aux bornes d’un haut-parleur relié à un générateur basses fréquences (GBF) est de la forme : Par comparaison on a donc :  La période T = 4 ms ;  La tension maximale Umax = 200 mV.  La phase à l’origine Φ = 0 rad. 2. C’est donc la représentation a qui correspond à l’équation, en effet la période de cette représentation est égale à T = 4 ms, sa tension maximale Umax = 200 mV, de plus sa phase à l’origine est égale à Φ = 0 rad (à t = 0 x(t) = Umax ) 15.. Différencier hauteur et timbre 1. La hauteur d’un son est liée à la fréquence de son fondamental. 2. Le timbre d’un son est lié au nombre d’harmoniques et à leurs amplitudes. 24.. La ola au stade 1. L’onde est caractérisée par le passage d’une perturbation parmi des particules (spectateurs ou molécules d’eau dans ces exemples). Comme cette perturbation passe « à travers » les particules sans les emporter, on dit qu’une onde se propage plutôt qu’elle se déplace. 2. Si l’on reprend l’exemple des tribunes du stade, la perturbation se propage grâce aux spectateurs : il ne peut pas y avoir de ola dans un stade vide. De même, si on jette une pierre sur une surface solide plutôt que liquide, notre œil ne perçoit pas d’onde qui se propage. Ces ondes nécessitent donc la présence d’un milieu matériel (l’ensemble des spectateurs ou de l’eau, par exemple) pour se propager. 3. Si l’on place un bouchon de liège à la surface d’un lac, le bouchon reste immobile. Si on jette une pierre dans l’eau à proximité du bouchon, on voit les vagues se propager en cercles concentriques, et le bouchon se déplacer lorsque les vagues le soulèvent. Quand la surface du lac redevient immobile, le bouchon se trouve dans la position qu’il occupait avant que l’on jette la pierre. Il y a propagation d’une onde sans déplacement de matière. 4. Il s’agit d’une onde progressive à deux dimensions, car elle se propage sur une surface. 25.. Quel son ? 1. La fréquence minimale lue est de 180 Hz, les autres sont de 360 et 540 Hz. 2. Ces fréquences sont des multiples de 180 Hz. 3. a. Le signal sinusoïdal associé à la plus basse fréquence est appelé fondamental. b. Les autres signaux, avec le fondamental, constituent les harmoniques. 4. Ces sons n’ont pas le même timbre, car ils ne contiennent pas les mêmes harmoniques. 28.. Accorder ses violons 1. Le microphone va capter les sons ambiants et l’appareil ne pourra pas analyser la fréquence de la note jouée. 2. Les « vibrations » sont les ondes qui se sont propagées dans le matériau du violon. 3. Ces « vibrations » doivent avoir la même hauteur que le son musical. 31.. Three sounds Traduction du texte et des questions : « Un microphone est connecté à un oscilloscope. Trois sons sont enregistrés par le micro avec les mêmes réglages. Les tracés A, B et C sont produits durant cette expérience. 1. Quel tracé correspond au son le plus fort ? Justifier. 2. Quel tracé correspond au son le plus bas ? Justifier. » 1. Le son le plus fort correspond au signal C, car l’amplitude est la plus grande. 2. La hauteur d’un son musical est liée à sa fréquence. Plus la fréquence est petite, plus la hauteur du son est faible. Le signal de plus bas (de plus faible fréquence) est celui qui a la plus grande période, car la fréquence et la période sont inverses l’une de l’autre. Le signal A correspond au son le plus bas.