Ch05 — Exercices par capacités · Acoustique

CAP | Physique-Chimie | Exercices organisés par capacités du programme

Capacité 1 — Déterminer la période et la fréquence d'un son pur

Exercice 1.1 — Lecture d'oscillogramme

Pour chacun des oscillogrammes décrits ci-dessous, calculez la période puis la fréquence :

Signal	Base de temps	Période (div)
Diapason	0,5 ms/div	4,5
Alarme atelier	0,2 ms/div	2,0
Bruit toupie	0,1 ms/div	1,5

Mes calculs :

Correction : Diapason : T = 4,5 × 0,5 = 2,25 ms → f = 1/0,00225 ≈ 444 Hz (proche du La 440 Hz) / Alarme : T = 2 × 0,2 = 0,4 ms → f = 2500 Hz / Toupie : T = 1,5 × 0,1 = 0,15 ms → f ≈ 6667 Hz.

Exercice 1.2 — Classement grave/aigu

Classez ces sons du plus grave au plus aigu et identifiez ceux qui sont hors du domaine audible :

Source	Fréquence (Hz)	Rang (grave → aigu)	Domaine
Vibration d'une poutre	8
Voix masculine basse	100
Sifflement de scie	3000
Contrôle ultrasonique	40 000
Alarme haute fréquence	8000

Mes calculs :

Correction : 8 Hz → infrasون (non audible) / 100 Hz → grave (audible) / 3000 Hz → aigu (audible) / 8000 Hz → très aigu (audible) / 40 000 Hz → ultrason (non audible). Classement audibles : 100 Hz < 3000 Hz < 8000 Hz.

Capacité 2 — Caractériser par le niveau d'intensité acoustique (dB)

Exercice 2.1 — Seuils et protections

Complétez le tableau des niveaux sonores en atelier :

Machine	Niveau (dB)	Protection obligatoire ?	Niveau avec bouchons (-30 dB)
Scie à onglet	96
Raboteuse	104
Marteau sur établi	78
Compresseur	86

Mes calculs :

Correction : Scie : oui (96 > 85), 66 dB / Raboteuse : oui (104 > 85), 74 dB / Marteau : non (78 < 85), 48 dB / Compresseur : oui (86 > 85), 56 dB.

Capacité 3 — Comparer les atténuations phoniques

Exercice 3.1 — Choix du matériau isolant

On cherche à réduire le bruit d'une scie circulaire (102 dB) en dessous de 75 dB dans la salle adjacente. Quatre matériaux sont disponibles :

Matériau	Atténuation	Niveau résiduel	Suffisant ?
Mousse fine (2 cm)	10 dB
Laine de verre (8 cm)	22 dB
Laine de roche (12 cm)	30 dB
Double paroi (béton + air + béton)	38 dB

Mes calculs :

Correction : Mousse : 92 dB, non / Laine de verre : 80 dB, non / Laine de roche : 72 dB, oui / Double paroi : 64 dB, oui. Il faut au moins 27 dB d'atténuation.

Capacité 4 — Capteurs piézoélectriques

Exercice 4.1 — Applications industrielles

Pour chaque application, indiquez si le capteur piézoélectrique fonctionne en mode émetteur ou récepteur :

Application	Mode (émetteur/récepteur)
Microphone d'un sonomètre
Buzzer d'alarme d'une machine
Contrôle ultrasonique des soudures
Détecteur de chocs sur un meuble

Correction : Microphone sonomètre → récepteur / Buzzer → émetteur / Contrôle ultrasonique → les deux (émetteur ET récepteur) / Détecteur de chocs → récepteur.

Mes calculs :