La physique

Problèmes acoustiques


Le son et sa propagation

1. Le son est une onde mécanique qui se déplace dans l'air à une vitesse variable, en fonction de la température locale.

En supposant qu'en un seul endroit, cette vitesse est de 340 m / s. Si un haut-parleur faisant vibrer sa membrane à cet endroit émet 1 250 impulsions par seconde:

(a) déterminer la fréquence des vibrations membranaires en Hertz;

Cette réponse se trouve dans l'énoncé lui-même, car si la membrane émet 1 250 impulsions par seconde, elle répète son mouvement 1 250 fois par seconde, c'est-à-dire sa fréquence.

b) déterminer la période de vibration;

Connaissant la fréquence, il suffit de se rappeler que la période est égale à l'inverse de la fréquence, donc:

Étant l'unité exprimée en secondes qui est l'unité inverse du Hz.

(c) déterminer la longueur d'onde de l'onde sonore en mètres;

En utilisant l'équation:

Nous connaissons déjà la vitesse et la fréquence, il suffit donc d'isoler la longueur d'onde:

d) Sachant que la vitesse du son dans l’air varie avec la température en fonction des où θ est en degrés Celsius et la vitesse en mètres par seconde. Quelle est la température locale?

Sachant que la vitesse du son sur place est de 340m / s, nous pouvons utiliser l'équation et la résoudre:

2. Supposons en un seul endroit que la vitesse du son soit de 300 m / s à une température de 0 ° C. Dans ce même endroit, les températures pendant une certaine période de l'année peuvent atteindre 40 ° C. A cette température extrême quelle sera la vitesse de propagation du son?

En utilisant l'équation:

Où k est une constante de valeur arbitraire et T est la température ambiante absolue. Nous pouvons appliquer les valeurs à l'équation dans les deux situations:

et

En convertissant les températures, nous avons respectivement 273K et 313K.

Diviser une équation par une autre:

Intervalle acoustique

1. Deux diapasons sont joués en même temps. L'un a une fréquence égale à 14 kHz et l'autre à 7 kHz. Quel est le nom de l'intervalle acoustique entre eux?

En utilisant l'équation de la plage acoustique, nous avons:

En regardant une table, nous constatons que la plage 2: 1 est appelée octave.

2. Une paire de sons a une cinquième plage acoustique. Les deux sons ont la même vitesse de propagation et le son de fréquence plus élevée a une longueur d'onde de 1,3 cm. Quelle est la longueur d'onde du son de fréquence la plus basse?

Pour résoudre ce problème, nous devons utiliser l'équation

Avec:

Qui peut s'écrire:

Joindre les deux équations:

Appliquer les valeurs connues, sachant qu'un cinquième est égal au quotient 3: 2.