Sujet Physique-Chimie — Terminale — Centres étrangers 2 — Bac 2021

EXERCICE 1 commun à tous les candidats (10 points) APPRENTISSAGE DU SAUT EN PARACHUTE Au cours de l’une des étapes de sa formation, un élève parachutiste doit apprendre à évaluer par lui-même la durée au bout de laquelle il doit actionner la commande de l’ouverture de son parachute, quelques secondes après avoir sauté de l’avion. En cas d’urgence, un parachute de secours se déclenche automatiquement. Mais avant de sauter, l’élève et son moniteur doivent pouvoir s’entendre parler dans l’avion ! Données : - Masse de l’élève parachutiste et de son équipement : 𝑚 = 75,0 kg. - Intensité du champ de pesanteur 𝑔 = 9,81 m⋅s−2. Partie 1 – Communication dans l’environnement bruyant de l’avion Dans l’avion qui emmène le moniteur et son élève à l’altitude souhaitée, le niveau d’intensité sonore est 𝐿 = 82 dB. 1 On estime que, dans le cas de deux émissions sonores simultanées, il faut que les niveaux d’intensité sonore soient séparés de 8 dB au minimum pour que le son le plus faible n’empêche pas d’entendre clairement le son le plus fort. Données : Le niveau d’intensité sonore 𝐿 (dB) et l’intensité sonore 𝐼 sont liés par la relation : 𝐿 = 10 log 𝐼 avec 𝐼 = 1,0 × 10−12 W∙m−2, seuil d’audibilité ; 0 𝐼0 On estime qu’il est nécessaire de crier pour produire un son d’intensité sonore égale ou supérieure à 𝐼 = 1,0 × 10−3 W⋅m−2. 𝐶 1. Préciser le niveau d’intensité sonore minimal 𝐿 que doit avoir la conversation entre 2 le moniteur et son élève pour qu’ils puissent s’entendre clairement en dépit du bruit de l’avion. 2. Indiquer, en justifiant, si la gêne occasionnée par le bruit de l’avion impose ou non au moniteur et à son élève de crier. Compte tenu du niveau d’intensité sonore dans l’avion, les pilotes utilisent des casques d’aviation ANR (pour Active Noise Reduction ou Réduction Active de Bruit), aussi appelés casques actifs, pour faciliter les communications. Le fonctionnement de ces casques repose sur une technologie électronique qui permet de capter les bruits extérieurs via un microphone placé sur la coque du casque, et d'émettre, dans l'écouteur du casque, un signal qui vient se superposer au bruit de l’avion de façon à le réduire. 3. Nommer le phénomène physique exploité par la technologie ANR. Afin d’illustrer au laboratoire le principe d’un casque ANR, on place un microphone en face de deux enceintes sonores.