QCM N° 02

Caractéristiques

 des ondes.

 

   

 

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Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

Une onde ne peut se propager que dans une seule dimension :

Le long d’une corde

Le long d’un ressort

À la surface de l’eau

A et B

2

Une onde se propage à la vitesse v = 20 cm / s depuis la source S.

 

Par rapport au point A, le point B est affecté par l’onde avec un retard τ de :

7,5 s

0,30 s

12,5 s

A

3

La longueur d’onde est :

Le nombre de périodes par seconde

L’amplitude de l’onde

La distance parcourue par l’onde durant une période

C

4

La longueur d’onde λ, la fréquence f et la célérité v d’une onde sont liées par la relation :

 

v = λ . f

 

A et B

5

La fréquence f de l’onde sonore du document ci-dessous vaut :

 

4,0 x 103 Hz

8,0 x 103 Hz

0,25 Hz

A

6

Une onde sonore de fréquence f = 4,0 kHz se propage à 340 m / s. L’ordre de grandeur de sa longueur d’onde est :

103 m

10 m

10 cm

C

7

La fréquence du fondamental du son du document ci-dessous vaut :

 

8,8 x 102 Hz

4,4 x 102 Hz

300 mV

B

8

La hauteur d’un son est liée :

À la fréquence du fondamental

Au nombre d’harmoniques

À l’amplitude des harmoniques

A

9

Le chant d’un choriste est perçu avec un niveau d’intensité sonore de 70 dB. Si son voisin se met à chanter de la même manière, le niveau d’intensité sonore sera de :

70 dB

140 dB

73 dB

C

10

La périodicité spatiale d’une onde progressive sinusoïdale est caractérisée par :

Sa fréquence  

Sa longueur d’onde

Sa période

B

 

 

 

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

 

 Données :

-     Surface de l’eau :
-     Le milieu de propagation de la perturbation est le plan d’eau ; c’est un milieu à deux dimensions. La perturbation se déplace dans toutes les directions à partir du point source S.
-     Ressort est tendu horizontalement :
-     Le milieu de propagation est unidimensionnel, la direction de propagation est l’axe du ressort.
-     Corde tendue horizontalement :
-     Le milieu de propagation est unidimensionnel, la direction de propagation est la corde.
-     Célérité d’une onde :
-     La célérité est le quotient de la distance parcourue sur la durée de parcours.
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-     Il découle de ceci que pendant la durée d’une période T, l’onde parcourt la distance d égale à la longueur d’onde λ.
-     Si v représente la célérité de l’onde, on peut écrire la relation liant ces différentes grandeurs.

λ = v.T

La longueur d’onde λ en mètre (m)

La célérité de l’onde v en (m / s)

La période T en seconde (s)

-     La longueur d’onde λ est la distance parcourue par l’onde pendant une période T.
-     Une onde progressive périodique possède une double périodicité.
-     Une périodicité temporelle T est une périodicité spatiale λ.
-     Son complexe :
-     Un son complexe est formé d’une superposition de vibrations sinusoïdales ayant des amplitudes et des fréquences différentes.
-     En 1822, le mathématicien français Joseph FOURIER a montré que :
-     Tout signal périodique de fréquence f1 peut être décomposé en une somme de signaux sinusoïdaux de fréquences fn multiples de f1.
-     Avec fn = n.f1 et n Î N*
-     La fréquence f1 est appelée le fondamental.
-     Les fréquences 2 f1, 3 f1, …, n.f1 sont appelées harmoniques.
-     L’analyse spectrale d’un son permet d’en obtenir le spectre en fréquences.
-     Le spectre en fréquences d’un son est la représentation graphique de l’amplitude de ses composantes sinusoïdales en fonction de la fréquence.
-     Le niveau d’intensité sonore.
-     L’intensité sonore, notée I, caractérise l’intensité du signal reçue par l’oreille.
-     Elle s’exprime en watt par mètre carré : W / m2 ou W. m–2
-     L’oreille humaine normale perçoit les signaux sonores dont l’intensité est comprise entre
-     Une valeur minimale I0 = 1,0 x 10–12 W. m–2 (seuil d’audibilité)
-     Et une valeur maximale Imax = 25 W. m–2 (seuil de douleur).
-     Comme l’écart entre ces deux valeurs est très grand, on a créé une nouvelle grandeur, qui utilise une échelle logarithmique, appelée le niveau d’intensité sonore, notée L.
-     Relation mathématique :

 

Le niveau d’intensité sonore L s’exprime en décibel (dB)

I caractérise l’intensité du signal en W. m–2

I0 = 1,0 x 10–12 W. m–2 (seuil d’audibilité)

-     La notation log fait référence à la fonction logarithme décimal.
-     Ainsi, l’échelle de niveau d’intensité sonore L varie de 0 dB à environ 140 dB.
-     Alors que l’intensité sonore I varie de I0 = 1,0 x 10–12 W. m–2 à 102 W. m–2

    Quelques propriétés de la fonction logarithme décimal :

-     log 1 = 0, log 10 = 1, log 10 n = n, log 10 n = –n
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