Signaux sonores et protection auditive
Émission, propagation et perception du son, période et fréquence, sons audibles, infrasons et ultrasons, niveau d'intensité sonore en décibels, risques auditifs et protection.
1. Le son
Définition
Un son est produit par la vibration d'un objet ; il se propage de proche en proche dans un milieu matériel (air, eau, solides) mais pas dans le vide. Dans l'air, sa vitesse est d'environ $340$ m/s.
Propriété · Période et fréquence
Un son périodique se répète à intervalles égaux : la période $T$ (en s). La fréquence $f = \dfrac{1}{T}$ (en hertz, Hz) est le nombre de vibrations par seconde. Plus $f$ est grande, plus le son est aigu. L'oreille humaine perçoit les sons de $20$ Hz à $20\,000$ Hz ; en dessous : infrasons ; au-dessus : ultrasons.
Expérience · Visualiser un son
2. Niveau sonore et protection
Définition
Le niveau d'intensité sonore se mesure en décibels (dB) avec un sonomètre. Quand deux sources identiques fonctionnent ensemble, le niveau augmente de $3$ dB (et non pas double).
Attention · Prévention
Dans une crèche ou une cantine, le bruit peut dépasser $80$ dB : panneaux absorbants, activités calmes, rangement des jouets bruyants. Protéger son audition : bouchons d'oreille, limiter la durée d'exposition, s'éloigner des sources.
S'entraîner
Exercices corrigés
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Origine du son
★☆☆Qu'est-ce qui produit un son ?
Propagation
★☆☆Un son se propage-t-il dans le vide ? Pourquoi les astronautes communiquent-ils par radio ?
Fréquence et période
★☆☆Un son a une période de $2$ ms. Fréquence ?
Période à partir de la fréquence
★☆☆Un son a une fréquence de $1\,000$ Hz. Période ?
Exploiter l'oscillogramme
★★☆$4$ périodes d'un son durent $10$ ms. Fréquence ?
Aigu ou grave
★☆☆Un son de $150$ Hz et un son de $3\,000$ Hz : lequel est le plus aigu ?
Domaines de fréquences
★☆☆Classer : $10$ Hz ; $440$ Hz ; $15\,000$ Hz ; $40\,000$ Hz.
Ultrasons en santé
★☆☆Citer une utilisation médicale des ultrasons.
Distance de l'orage
★★☆On entend le tonnerre $3$ s après l'éclair. Distance de l'orage ($340$ m/s) ?
Lire l'échelle
★☆☆Avec l'échelle du cours : niveau d'une conversation ? seuil de danger ?
Deux sources
★★☆Un aspirateur produit $70$ dB. Deux aspirateurs identiques ?
Bruit à la cantine
★★☆Le niveau sonore d'une cantine est de $85$ dB. Quels risques pour le personnel ? Quelles solutions ?
Protection auditive
★☆☆Des bouchons atténuent le son de $20$ dB. Niveau perçu dans un environnement à $100$ dB ?
Sonomètre
★☆☆Quel appareil mesure le niveau sonore ? En quelle unité ?
Nouveau-né et bruit
★★☆Pourquoi faut-il limiter le bruit dans une couveuse de néonatalogie ?
Vitesse du son
★★☆Le son parcourt $1\,500$ m en $1$ s dans l'eau. Va-t-il plus vite dans l'eau ou dans l'air ?
Écho
★★☆Un écho revient $0{,}4$ s après un cri face à une falaise. Distance de la falaise ?
Audiogramme
★☆☆Quel examen permet de dépister une perte auditive ?
Diapason
★☆☆Un diapason « la » vibre à $440$ Hz. Combien de vibrations en $2$ s ?
Vrai ou faux
★★☆a) Le son se propage dans le vide. b) Un son de fréquence plus grande est plus aigu. c) Deux sources identiques doublent le niveau en dB.
Vérifier
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