Le son : émission, propagation et protection
Production d'un son par une vibration, propagation dans un milieu matériel et vitesse du son, période et fréquence, sons aigus et graves, domaine audible, niveau sonore en décibels, risques pour l'audition et protections au travail.
1. Produire et propager un son
Définition
Un son est produit par la vibration d'un objet (corde, membrane de haut-parleur, cordes vocales). Il se propage dans un milieu matériel (air, eau, solides) mais pas dans le vide. Dans l'air, sa vitesse est d'environ $340$ m/s ; dans l'eau, environ $1\,500$ m/s.
2. Fréquence et hauteur
Propriété · Fréquence
La période $T$ (en s) est la durée d'une vibration ; la fréquence $f = \dfrac{1}{T}$ (en hertz, Hz) est le nombre de vibrations par seconde. Plus la fréquence est grande, plus le son est aigu. L'oreille entend de $20$ Hz à $20\,000$ Hz ; en dessous : infrasons ; au-dessus : ultrasons.
3. Niveau sonore et protection
Propriété · Décibels
Le niveau d'intensité sonore se mesure en décibels (dB) avec un sonomètre : conversation $60$ dB, perceuse $90$ dB, marteau-piqueur $110$ dB, seuil de douleur $120$ dB. Au-delà de $80$-$85$ dB, une exposition prolongée abîme l'oreille de façon irréversible.
Expérience · Mesurer des niveaux sonores dans l'atelier
Attention · Se protéger
Bouchons d'oreilles, casque anti-bruit, limitation de la durée d'exposition, machines capotées. Limiter aussi le volume des écouteurs.
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Exercices corrigés
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Origine du son
★☆☆Qu'est-ce qui produit un son ?
Le vide
★☆☆Le son se propage-t-il sur la Lune (vide) ?
Vitesse du son
★☆☆Distance parcourue par le son dans l'air en $3$ s ?
Orage
★★☆On entend le tonnerre $5$ s après l'éclair. Distance de l'orage ?
Fréquence
★☆☆Un son a une période de $0{,}002$ s. Fréquence ?
Période
★★☆Période d'un son de $1\,000$ Hz ?
Aigu ou grave
★☆☆Lequel est le plus aigu : un son de $200$ Hz ou de $2\,000$ Hz ?
Domaine audible
★☆☆Entend-on un son de $30\,000$ Hz ? Comment l'appelle-t-on ?
Unité
★☆☆Avec quel appareil et en quelle unité mesure-t-on un niveau sonore ?
Seuil de danger
★☆☆À partir de quel niveau une exposition prolongée est-elle dangereuse ?
Atelier
★★☆D'après l'expérience, faut-il des protections près de la scie circulaire ?
Distance
★★☆Que montre la baisse de $95$ à $89$ dB entre $1$ et $2$ m ?
Protections
★☆☆Citer deux protections auditives.
Irréversible
★★☆Pourquoi parle-t-on de lésions irréversibles ?
Écouteurs
★★☆Donner deux conseils pour écouter de la musique sans danger.
Lecture du graphique
★★☆Sur la figure, combien de périodes observe-t-on ?
Son dans l'eau
★★☆Un son parcourt $3$ km dans l'eau. Durée ?
Cuisine bruyante
★★☆Dans une cuisine professionnelle, le niveau moyen est de $82$ dB. Comment réduire l'exposition ?
Cordes vocales
★☆☆Quel organe vibre quand on parle ?
Vrai ou faux
★★☆a) Le son se propage dans le vide. b) $f = \dfrac{1}{T}$. c) Un son de $50$ Hz est grave.
Vérifier
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