LL
:)
o
No:
C
Classe :T S
Durée :110 min
alailatrice prcgrammable permi se.
Exercice
I
Novstor 62 est un sotellite de guidoge (GPS). lL évolue sur une trojecloire quosicirculolre outour
de lq Tene. Son oltitude h=20 2@ km. So mosse ms . Mosse de lo Tene Mr. Rr=6400 km.
Période de rototion de lo Tene= 86 I 64 s: G=6,6Z.lOu m3.kg-r.s-2 i grg,B m.s-2.
i{" ai Quel référentiel
choisir pour étudier le mouvement du
isatellite? Par la suite, ce référentiel. sera considéré comme
repère utiliser?
iâ;Quel
i.__._....--- -*_,*:-._._**_-_
l,ei
satelliteiI'' ai Nommer la force (notée Fr) qui s'exerce sur le-__-_-*_..i,
i^
o:y::::: 3!:T::LT I:::9:
*
i
o"
i
.
ji
9*' Yr& :11*-
pot" Ë, = ms.d (lr)- on note g(à) l"intensité de la pesanà
I'altitude
ft où se trouve le satellite. Exprimer g(h) en
iteur
ifonction de G, Mr, R et É, puis g(à) en fonction de l?r,
L' à et
i ui
s(0)-
ls6 =
3" rr; Exprimer le vecteur accélération
4 du satellite en fonction de I'intensité de la pesanteur g(ft). Donner ses caractéris-
i
i
I
déduire I'expression de Ia vitesse v, du satellite
"n
Ition de gs, R1 et ft.
I
Ui
ry
fo*-
i cj Représenter sur un schéma le satellite en orbite, en indiquant
â, et le vecteur vitesse ilriFr,
i;l'' Exprimer la periode de révolution
i
I,
--*:l
du satellite.
I
5' Calculer v, et Q.
6. I-es satellites de télécommunication évoluent sur une
---considérée
Itrajectoire
comrne circulaire, à une attitude
ift' = 35 Boo km.
iatEn appliquant la roisième loi de Kepler, exprimer
jpériode T' en fonction
{r, R , h et h,,puis ta
i.-ù'_-l'r+ry!
i
i
leur
c.alculer.
ile; Comparer la valeur de
I'
_**,_.i
à la periode de
rotatio,
le
lg!Ip,-Qgs!
de satellite
?
i
;
prop*;;-i
ç{ L.rrgsresetr*g_?$ls 'gfgrySgl Le*95d
i *i Comment appelle-r-on ce type
i
i
:
_r
i
-
Exercice
II
Po.an2
--
t--
On étudie le mouvement
du centre d'inertie G d'un
plongeur. Les frottements de
I'air sont négligés.
Données:
0=40oig=9,8m.s-2;
initialement : à r= 0, f = 4
eten Go :.ro = 0 et)b = 6,0 m.
.l
Petinir te__.cférentiel
2
Éiuuti.
3
Déterminer les coordonnées du vecteur.accélération
vecleu-r position OG,
I bil* 1ï fo*1 agissanl.sur
vecleT vit9199 I'o
{
5
d-:l{t
91.-{9
Ç
du
.
Déterminer l'éguation de la tra-jectoire du plong:ur.
.
.-...
Le sommet de la trajectoire étant aneint au point F d'abscisse
iniril,e
en
rn =
f..o.m,
6'
Exercice
ffi{*ll.:l"*e
l'0.
Déterminer la portéc OH de son saut.
III
On s'intéresse dans cet exercice à la perception d'un son par I'oreille
humaine et à l'intelligibilité du message en présenct de bruit ambiant'
On rappelle la défrnition du niveau sonore en fonction de l'intensité
sonore:
f = f O foe"U'/
É'),
uu..Io = 10-12 W.m-z.
,l tntettiguititc
Lors d'une conversation au restaurant, le bruit ambiant a un niveau
sonore Ir de 40 dB.
a. Quelle est l'intensité sonore I1 du bruit ambiant?
b. Une personne parle avec une intensité sonore /2 égale à l'inten-
sité du bruit ambiant. Montrer que le niveau sonore total est:
Lutr=It+3dB'
c. Pour qu'un signal sonore soit perçu correctement, il faut que la
différence entre le niveau sonore total l,o,u1 et le niveau sonore du
bruit ambiant Lr soit supérieure ou égale à 5 dB. Pour que la personne
parlant avec une intensité I. soit entendue avec intelligibilité, quel
doit être le raooort
2 t"r."ptio'
ir?
Il
La sensibilité de l'oreille humaine dépend de la fréquence du son. En
effet, une oreille humaine capte des sons dont la fréquence va de 2O
à 20O00 Hz. Au voisinage de ces limites fréquentielles, l'oreille
humaine capte plus difficilement les sons. Le diagramme de Fletcher et
Munson, ci-après, établit ainsi les niveaux sonores perçus par l'oreille
en fonction de la fréquence. Les courbes représentant le niveau sonore
pei(irdtdiànière idenEque sont
-ui
appelées courbes iiosô"iq*r
Ie diagramme, la courbe nommée u Minimum audible indique le
"
niveau minimal que doit atteindre un son pour être audible. Par
exemple, le premier son audible à 1 kHz a un niveau acoustique
d'environ 5 dB, alors qu'à 50 Hz il faut une onde d'une puissance
de 42 dB (point A) pour qu'il soit audible. Ceci explique la taille des
haut-parleurs basse fréquence par rapport aux autres haut-parleurs.
Page 3
Niveau sonore
peçu par l'oreille
cA
.t'
(u
u
o
GI
q)
!
0,
o
E
o
(9
0.,
z
Frequence (Hz)
a. Sur le diagramme, placer le point O sur la courbe de niveau 0 qui
permet de justifier que la sensibilité maximale de l'oreille se situe
autour de 4fi)0 Hz.
b. En supposant que le bruit ambiant soit un son de puissance
constante de 40 dB à toutes les trquences allant de 20 à 2OOOOHz,
donner l'intervalle de frrêquences peryu par l'oreille humaine.
c. On considère deux sons de ftéquences respectives 50 Hz et 100 Hz
et de niveau sonore 60 dB.
À partir du diagramme, déterminer les niveaux sonores perçus par
l'oreille humaine pour
ces
deux ftQuences.
d. Quel est le rapport d'intensité sonore entre ces deux sons?
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