EXERCICE C –De la musique dans le calme Première partie 1. Citer les deux options qui s’offrent à lui. Justifier en utilisant le vocabulaire associé à l’atténuation d’une onde. Il décide de se reculer du haut-parleur. Le musicien peut atténuer le son : En utilisant des protections auditives : atténuation par absorption En s’éloignant de la source : atténuation géométrique 2. Calculer l’intensité sonore associée I_1 au niveau d’intensité sonore L_1 L_1 = 10 x log ( I_1 / I_0 ) 10 x log ( I_1 / I_0 ) = L_1 log ( I_1 / I_0 ) = L_1 / 10 I_1 / I_0 = 10 ^ ( L_1 / 10 ) I_1 = I_0 x 10 ^ ( L_1 / 10 ) I_1 = 1,0 x10 ^-12 x 10 ^ ( 85 / 10 ) I_1 = 3,2x10^-4 W.m-2 3. Déterminer à quelle distance du haut-parleur il doit se placer afin d’être exposé à un niveau d’intensité sonore L_2 = 75 dB I_2 = P / (4 x Pi x X^2) I_2 = P / (4 x Pi x d_2^2) d_2^2 = P / (4 x Pi x I_2) Or I_2 = I_0 x 10 ^ ( L_2 / 10 ) d_2 = racine ( P / (4 x Pi x I_0 x 10 ^ ( L_2 / 10 ) )) La puissance sonore P ne dépend que de la source : I_1 = P / (4 x Pi x d_1^2) P = I_1 x 4 x Pi x d_1^2 d_2 = racine ( (I_1 x 4 x Pi x d_1^2) / (4 x Pi x I_0 x 10 ^ ( L_2 / 10 ) )) d_2 = racine ( (I_1 x d_1^2) / ( I_0 x 10 ^ ( L_2 / 10 ) )) d_2 = d_1 x racine ( I_1 / ( I_0 x 10 ^ ( L_2 / 10 ) )) Or I_1 = I_0 x 10 ^ ( L_1 / 10 ) d_2 = d_1 x racine ( I_0 x 10 ^ ( L_1 / 10 ) / ( I_0 x 10 ^ ( L_2 / 10 ) )) d_2 = d_1 x racine ( 10 ^ ( L_1 / 10 ) / ( 10 ^ ( L_2 / 10 ) )) d_2 = d_1 x racine ( 10 ^ ( L_1 / 10 - L_2 / 10 ) ) d_2 = d_1 x racine ( 10 ^ ( (85 – 75 ) / 10 ) ) d_2 = 3,2 m 4. Justifier que le son est audible par l’homme A l’aide de l’enregistrement du son, 3 x T = 0,0030 s T = 0,0010 s f = 1 / T f = 1 / 0.0010 f = 1 x 10^-3 Hz Les sons audibles ont des fréquences 20 Hz < f < 20 x 10^3 Hz Le son enregistré est donc audible. 5. Sur le document-réponse 3 en ANNEXE à rendre avec la copie, tracer la représentation du signal que devrait émettre le casque pour que le porteur n’entende pas de son. Nommer précisément le phénomène mis en jeu entre les deux ondes sonores. Pour que le porteur n’entende pas de son, il faut obtenir des interférences destructives : les deux sons doivent être en opposition de phase. 6. Justifier que le son qu’il entend à cet endroit a une intensité maximale Le musicien se place initialement à égale distance des haut-parleurs : Les deux sons parcours la même distance. Delta = d2 – d1 = 0m Delta = k x Landa avec k=0 : observe des interférences constructives, l’amplitude est alors maximale. 7. Delta = d2 – d1 d2 = D/2 + x d1 = D/2 - x Delta = d2 – d1 = 2 X X= delta / 2 delta = (k+1/2) x Landa X= ((k+1/2) x landa )/ 2 Pour k=0 X= landa / 4 Landa = v / f X=v / (4xf) X=340 / (4 x 1000) X = 0.085 m X = 8,5 cm