Aperçu du sujet
EXERCICE 1 (4 points) (physique-chimie et mathématiques) Concert musical Lors d’un concert de musique rock organisé dans la ville de Venise, une scène flottante était placée à 120 m au large de la côte et donc des spectateurs du premier rang. Cette configuration particulière a posé des problèmes d’acoustique liés
EXERCICE 1 (4 points) (physique-chimie et mathématiques) Concert musical Lors d’un concert de musique rock organisé dans la ville de Venise, une scène flottante était placée à 120 m au large de la côte et donc des spectateurs du premier rang. Cette configuration particulière a posé des problèmes d’acoustique liés à l’atténuation différentielle du son émis par les différents instruments, notamment du fait de l’influence de la fréquence du son sur la directivité de l’émission par les haut-parleurs. L’exercice propose de modéliser cette situation à partir de données expérimentales. Données : • Fréquences correspondant à certaines notes de musique : Note Do1 La1 Mi2 Ré3 Do4 Fa4 Si4 Fréquence 65,4 110 165 294 523 698 988 (Hz) • Le niveau sonore L (en dB) d’une onde sonore est relié à son intensité acoustique I (en W·m-2) par la relation : I L = 10 log , I 0 où I = 10-12 W·m-2 et log désigne le logarithme décimal. 0 Sonorisation du concert Pour étalonner le système d’amplification des sons, on choisit deux notes de fréquences distinctes émises par la guitare, notées note 1 et note 2, et on étudie les signaux correspondants. 0,5 ) V 0,3 ( e 0,1 d u t ilp -0,1 m A-0,3 -0,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Temps (ms) Figure 1 - Signal pour la note 1 24-2DPCMAME1 Page : 2/11 1 0,8 e d u0,6 t ilp 0,4 m A 0,2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Fréquence (Hz) Figure 2 - Spectre en fréquence du signal obtenu pour la note 2 Q1. Déterminer la fréquence du signal représenté sur la figure 1 et indiquer la note de musique correspondante. Q2. Indiquer, en justifiant votre réponse, si le son dont le spectre en fréquence est représenté sur la figure 2 est pur. Q3. Identifier la note 2 associée au son dont le spectre en fréquence est représenté sur la figure 2. Lors du concert, le niveau sonore mesuré au niveau des spectateurs les plus proches de la scène était de 100 dB. Les normes relatives à la prévention des risques liés au bruit en vigueur lors du concert fixaient une intensité acoustique maximale de valeur I = 3,110-2 W·m-2. max Q4. Vérifier si le niveau sonore mesuré lors du concert respectait cette norme. Étude expérimentale Pour étudier la variation du niveau sonore