Exercices par capacités · 2nde générale
Dernière mise à jour : 21 juin 2026
Citer trois sources de son du quotidien et indiquer, pour chacune, l'élément qui vibre pour produire le son.
Exemples (l'élément qui vibre est en gras) :
Dans tous les cas, un son est produit par un objet qui vibre.
On place un réveil qui sonne sous une cloche en verre. On fait progressivement le vide d'air sous la cloche. Que constate-t-on et pourquoi ?
Au fur et à mesure que l'air est retiré, le son s'affaiblit puis devient inaudible. En effet, le son a besoin d'un milieu matériel (ici l'air) pour se propager : il ne se propage pas dans le vide.
Parmi les milieux suivants, indiquer ceux dans lesquels un son peut se propager : l'air, l'eau, un mur en béton, le vide spatial.
Le son se propage dans tout milieu matériel : l'air (gaz), l'eau (liquide) et le béton (solide).
Il ne se propage pas dans le vide spatial (absence de matière).
Lors d'un orage, on voit l'éclair puis on entend le tonnerre plusieurs secondes après. Expliquer ce décalage, sachant que la lumière se propage à environ 300 000 km/s.
La lumière (≈ 300 000 km/s) est très rapide : l'éclair est vu quasi instantanément. Le son (≈ 340 m/s dans l'air) est beaucoup plus lent : le tonnerre met plusieurs secondes à parcourir la distance jusqu'à l'observateur. Le décalage vient de cette grande différence de vitesse de propagation.
Un son a une période \(T = 2{,}0\) ms.
Un diapason émet la note la de fréquence \(f = 440\) Hz. Calculer sa période \(T\) en millisecondes.
\(f = \dfrac{1}{T}\) donc \(T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{440} \approx 2{,}3\times10^{-3}\) s.
Soit \(T \approx 2{,}3\) ms.
On observe à l'oscilloscope le signal d'un son pur. La durée d'un motif (la période) lue sur l'écran vaut \(T = 4{,}0\) ms.
Deux instruments émettent chacun un son pur. Le son A a une fréquence de 200 Hz, le son B une fréquence de 1500 Hz.
Trois sons purs ont été enregistrés. On donne leurs périodes :
| Son | Période \(T\) |
|---|---|
| Son 1 | 1,0 ms |
| Son 2 | 2,5 ms |
| Son 3 | 5,0 ms |
Sauf indication contraire, on prend \(v \approx 340\) m/s pour la vitesse du son dans l'air.
Lors d'un orage, on entend le tonnerre 4,0 s après avoir vu l'éclair. À quelle distance se trouve l'orage ?
La lumière de l'éclair arrive quasi instantanément ; le son met \(t = 4{,}0\) s.
\(d = v \times t = 340 \times 4{,}0 = 1360\) m, soit environ 1,4 km.
Un son parcourt une distance de 1700 m dans l'air. Combien de temps met-il ?
\(v = \dfrac{d}{t}\) donc \(t = \dfrac{d}{v} = \dfrac{1700}{340} = 5{,}0\) s.
Une personne pousse un cri face à une falaise. Elle entend son écho 0,40 s plus tard. À quelle distance se trouve la falaise ?
Indication : le son fait l'aller-retour jusqu'à la falaise.
Pendant \(t = 0{,}40\) s, le son parcourt l'aller-retour :
distance totale \(= v \times t = 340 \times 0{,}40 = 136\) m.
La distance à la falaise est la moitié : \(d = \dfrac{136}{2} = 68\) m.
Un sonar de bateau émet une salve sonore vers le fond de la mer. L'écho revient 0,20 s après l'émission. La vitesse du son dans l'eau de mer est \(v = 1500\) m/s. Calculer la profondeur sous le bateau.
Pendant \(t = 0{,}20\) s le son fait l'aller-retour :
distance totale \(= v \times t = 1500 \times 0{,}20 = 300\) m.
Profondeur \(= \dfrac{300}{2} = 150\) m.
(On a bien utilisé la vitesse du son dans l'eau, ≈ 1500 m/s, et non 340 m/s.)
On donne quelques niveaux d'intensité sonore typiques.
| Situation | Niveau (dB) |
|---|---|
| Conversation calme | 40 |
| Rue passante | 70 |
| Concert / discothèque | 100 |
| Décollage d'avion (proche) | 120 |
Un sonomètre mesure le niveau sonore d'un atelier. Avec une seule machine en marche, il affiche 80 dB.
Le niveau de 80 dB est-il au-dessus ou en dessous du seuil de danger (85 dB) ? L'opérateur est-il en sécurité s'il reste plusieurs heures dans l'atelier ?
80 dB est en dessous du seuil de danger (85 dB), donc proche de la limite. Une exposition de quelques heures reste tolérable, mais comme on est très près du seuil, une protection auditive est recommandée si l'exposition est répétée ou prolongée.
Dans un atelier, une machine produit à elle seule un niveau de 75 dB. On rappelle une règle approchée : lorsqu'on double le nombre de sources sonores identiques, le niveau augmente d'environ 3 dB.
(Attention : les décibels ne s'additionnent pas comme des nombres ordinaires ; deux sources de 75 dB ne donnent pas 150 dB.)
Citer deux situations de la vie courante où il est conseillé de porter une protection auditive, et expliquer pourquoi en utilisant la notion de niveau sonore.
Exemples : un concert (≈ 100 dB) et un atelier de menuiserie ou un chantier (machines > 90 dB).
Ces niveaux dépassent le seuil de danger de 85 dB. Une exposition prolongée au-dessus de ce seuil peut endommager l'audition de façon irréversible : il faut donc porter un casque ou des bouchons d'oreille.