16 exemples de questions sur les ondes sonores
1. Lors d'une course automobile, un spectateur entend différents sons (le rugissement des voitures) à mesure que les voitures s'approchent et s'éloignent. Une voiture de course moyenne produit un son à 800 Hz. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s,-1 et la vitesse de la voiture est de 20 m/s-1, alors la fréquence entendue lorsque la voiture approche est….
A. 805 Hz
B. 810 Hz
C. 815 Hz
D. 850 Hz
E. 875 Hz
Discussion
Il est connu que :
v s = -20 m/s (négatif car la voiture s'éloigne de l'auditeur)
v p = 0 (l'auditeur est silencieux car il regarde)
f = 800 Hz
v = 340 m / s
Question posée : Quelle fréquence sonore entendez-vous ?
Répondre :
La bonne réponse est D.
2. Une personne se déplace à une vitesse de 10 m/s vers une source sonore stationnaire de fréquence 680 Hz. Une fois la source atteinte, elle s'en éloigne à la même vitesse. Si la vitesse de la source sonore dans l'air est de 340 m/s , alors le rapport des fréquences perçues lors du déplacement vers la source et lors du déplacement s'en éloignant est de…
A. 33 / 34
B. 33 / 35
C. 34 / 35
D. 35 / 33
E. 35 / 34
Discussion
Il est connu que :
v = 340 m / s
v p = 10 m/s
v s = 0
f = 680 Hz
Question : Quel est le rapport de la fréquence sonore lorsque l'auditeur s'approche de la source et lorsqu'il s'en éloigne ?
Répondre :
L'auditeur s'éloigne de la source :
Comparaison des fréquences entendues :
700 : 660 = 70 : 66 = 35 : 33
La bonne réponse est D.
3. Une locomotive roulant à une vitesse de 72 km/h approche d'un passage à niveau en émettant un sifflet d'une fréquence de 1600 Hz. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s, alors la fréquence du sifflet entendue par le garde-barrière est de ….
A. 3600 Hz
B. 3400 Hz
C. 1800 Hz
D. 1700 Hz
E. 1400 Hz
Discussion
Il est connu que :
Vitesse de la source sonore (v s ) = 72 km/h = 20 m/s (par rapport au milieu conducteur du son)
Fréquence de la source sonore (f) = 1600 Hz
Vitesse du son dans l'air (v) = 340 m/s
La vitesse de l'auditeur (v p ) = 0 (zéro car l'auditeur ne bouge pas)
Question : fréquence du son entendu par le garde (f') ?
Répondre :
La bonne réponse est D.
4. Un camion de pompiers se déplace à une vitesse de 20 m/ s tout en faisant retentir sa sirène à une fréquence de 400 Hz (la vitesse du son dans l'air est de 300 m/ s ). Si le camion s'éloigne d'une personne se tenant au bord de la route, cette personne entendra la sirène à une fréquence de…
A. 375 Hz
B. 575 Hz
C. 600 Hz
D. 620 Hz
E. 725 Hz
Discussion
Il est connu que :
v s = 20 m/s (positif car la voiture s'éloigne de l'auditeur)
v p = 0 (auditeur silencieux au bord de la route)
f = 400 Hz
v = 300 m / s
Question posée : Quelle fréquence sonore entendez-vous?
Répondre :
La bonne réponse est A.
5. Un haut-parleur situé sur une tour de signalisation émet un son à une fréquence de 670 Hz. Une voiture s'approche de la tour à une vitesse de 90 km/h. Si la vitesse du son dans l'air est alors de 335 m/s, la fréquence du son émis par le haut-parleur et perçue par le conducteur est de…
A. 900 Hz
B. 840 Hz
C. 800 Hz
D. 750 Hz
E. 720 Hz
Discussion
Il est connu que :
f = 670 Hz
v s = 0 (tour au repos)
v p = 90 km/h = 25 m/s (positif car l'auditeur s'approche de la source sonore)
v = 335 m / s
Question : Quelle est la fréquence du son entendu par le conducteur (f') ?
Répondre :
La bonne réponse est E.
6. Dini se trouvait dans le train A, à l'arrêt. Un autre train (B) se dirige vers A à une vitesse de 2 m/s.-1 tout en soufflant dans un sifflet à une fréquence de 676 Hz. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s-1, alors la fréquence du sifflement du train B que Dini a entendu était….
A. 680 Hz
B. 676 Hz
C. 660 Hz
D. 656 Hz
E. 640 Hz
Discussion
Il est connu que :
v s = -2 m/s (négatif) le train B approche Dini et le train A
v p = 0 (Dini est dans un train à l'arrêt)
f = 676 Hz
v = 340 m / s
Question posée : À quelle fréquence le train B Dini a-t-il entendu ?
Répondre :
La bonne réponse est A.
7. Un joueur de football court à une vitesse v p vers un arbitre immobile tout en sifflant à une fréquence f s . Si la vitesse de l'air à cet endroit est v, alors la fréquence entendue par le joueur est formulée comme….
Discussion
Il est connu que :
v s = 0 (l'arbitre est silencieux)
v p = v p (positif car il se rapproche de la source sonore)
f = f s
v = v
Question : Quelle est la formule de fréquence entendue par les joueurs de football ?
Répondre :
La bonne réponse est A.
8. L'ambulance A se déplace à une vitesse de 0,25 v derrière la berline B, qui se déplace à une vitesse de 0,2 v dans la même direction que A. À ce moment, l'ambulance A actionne sa sirène à 1 000 Hz. Si la vitesse du son est v, la fréquence perçue par le conducteur de la berline B est…
A. 1.500 Hz
B. 1.250 Hz
C. 1.111 Hz
D. 1.067 Hz
E. 1.000 Hz
Discussion
Il est connu que :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
Vitesse de la source sonore (v s ) = -0,25 v (par rapport au milieu qui transporte le son)
Vitesse du son (v) = v
Vitesse de l'auditeur (v p ) = -0,2 v (par rapport au milieu qui transporte le son)
Recherche : Fréquence du son perçu par l'auditeur (f')
Répondre :
Formule de l'effet Doppler :
La bonne réponse est D.
9. Une source sonore de fréquence 640 Hz se déplace vers un observateur à une vitesse de 20 m/s. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s et que l'observateur s'éloigne de la source sonore à une vitesse de 10 m/s, alors la fréquence du son perçu par l'observateur est…
A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1300 Hz
Discussion
Il est connu que :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
Vitesse de la source sonore (v s ) = -20 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Vitesse du son (v) = 340 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu de transmission du son)
Vitesse de l'auditeur (v p ) = -10 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Recherche : Fréquence du son perçu par l'auditeur (f')
Répondre :
La bonne réponse est B.
10. Une source sonore se déplace à une vitesse de 60 m/s, laissant derrière elle un observateur se déplaçant dans la même direction à une vitesse de 10 m/s. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s et la fréquence de la source sonore est de 800 Hz, alors la fréquence du son perçu par l'observateur est de…
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz
Discussion
Il est connu que :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
Vitesse de la source sonore (v s ) = 60 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Vitesse du son (v) = 340 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu de transmission du son)
Vitesse de l'auditeur (v p ) = 10 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Recherche : Fréquence du son perçu par l'auditeur (f')
Répondre :
Intensité sonore
11. L'intensité sonore au point P, situé à 3 m de la source sonore, est de 10⁻⁴ W/m² . Le point R est situé à 300 m de la source sonore. Si l'intensité seuil I₀ = 10⁻¹² W /m² , alors le rapport des niveaux d'intensité aux points P et R est…
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 2 : 3
D. 2 : 4
E. 3 : 4
Discussion
Il est connu que :
Intensité sonore au point P (IP ) = 10⁻⁴ W/ m²
Distance du point P à la source sonore (r<sub> P</sub> ) = 3 mètres
Distance du point R à la source sonore (r<sub> R</sub> ) = 300 mètres
Intensité seuil (I<sub> o</sub> ) = 10 <sup>-12 </sup> W/m <sup>2</sup>
Question : Comparaison des niveaux d'intensité aux points P et R (TI P : TI R )
Répondre :
La formule de la relation entre l'intensité et la distance :
I p r p 2 = I R r R 2
Intensité sonore à R :
(10 -4 )(3 2 ) = (I R )(300 2 )
(10 -4 )(9) = (I R )(90000)
9 x 10 -4 = (I R )(9 x 10 4 )
IR = 9 x 10 -4 : 9 x 10 -4
IR = 10 -8
L'intensité sonore au point R est de 10 -8 W/m 2.
Comparaison de l'indice TI aux points P et R :
80 dB : 40 dB
2: 1
La bonne réponse est B.
12. L'intensité sonore au point A, situé à 1 mètre de la source sonore, est de 10⁻⁷ W/m² . Le point B est situé à 100 mètres de la source sonore. Si le seuil d'audition est de 10⁻¹² W /m² , le rapport des niveaux d'intensité aux points A et B est de…
A. 5 : 3
B. 5 : 1
C. 4 : 5
D. 4 : 3
E. 3 : 1
Discussion
Il est connu que :
Intensité sonore au point A (IA ) = 10⁻³ W/ m²
Distance du point A à la source sonore (r<sub> A</sub> ) = 1 mètres
Distance du point B à la source sonore (r<sub> R</sub> ) = 100 mètres
Intensité seuil (I<sub> o</sub> ) = 10 <sup>-12 </sup> W/m <sup>2</sup>
Question : Comparaison des niveaux d'intensité aux points A et B (TI A : TI B )
Répondre :
La formule de la relation entre l'intensité et la distance :
I A r A 2 = I B r B 2
Intensité sonore au point B :
(10 -7 )(1 2 ) = (I B )(100 2 )
(10 -7 )(1) = (I B )(10.000)
1 x 10 -7 = (I B )(1 x 10 4 )
I B = 10 -7 : 10 4
I B = 10 -11
L'intensité sonore au point R est de 10 -11 W/m 2.
Comparaison des technologies de l'information aux points A et B :
50 dB : 10 dB
5: 1
La bonne réponse est B.
13. Les points A et B sont situés respectivement à 800 m et 400 m de la source sonore. Si, dans la zone A, on entend un son d'intensité 10⁻³ W /m² , alors le rapport des niveaux d'intensité aux points A et B est… (log 2 = 0,3 et I₀ = 10⁻¹² W / m² )
A. 11 : 15
B. 15 : 11
C. 15 : 16
D. 16 : 11
E. 16 : 15
Discussion
Il est connu que :
Intensité sonore au point A (IA ) = 10⁻³ W/ m²
Distance du point A à la source sonore (r<sub> A</sub> ) = 800 mètres
Distance du point B à la source sonore (r<sub> B</sub> ) = 400 mètres
Intensité seuil (I<sub> o</sub> ) = 10 <sup>-12 </sup> W/m <sup>2</sup>
Log 2 = 0,3
Question : Comparaison des niveaux d'intensité aux points A et B (TI A : TI B )
Répondre :
La formule de la relation entre l'intensité et la distance :
I A r A 2 = I B r B 2
Intensité sonore au point B :
(10 -3 )(800 2 ) = (I B )(400 2 )
(10 -3 )(640.000) = (I B )(160.000)
(10 -3 )(64) = (I B )(16)
(10 -3 )(4) = (I B )(1)
I B = 4 x 10 -3 : 1
I B = 4 x 10 -3
L'intensité sonore au point B est de 4 x 10 -3 W/m 2.
Le rapport TI aux points P et R est :
90 dB : 96 dB
15: 16
La bonne réponse est C.
Niveaux d'intensité et d'intensité sonore
14. Tableau des niveaux d'intensité pour chaque source sonore.
| Source sonore | Niveau d'intensité sonore (TI) |
| Le chant des oiseaux | 80 dB |
| Sirène d'ambulance | 100 dB |
| Tonnerre (éclair) | 160 dB |
Un moteur de voiture produit un niveau d'intensité sonore TI = 70 dB (I o = 10 −12 Watt m −2 ). Pour que le bruit du moteur produise un niveau d'intensité équivalent à celui d'une sirène d'ambulance, il faudrait…
Machine A. 20.00
Machine B. 30.00
C. 100.0 machines
D. 1 000 machines
E. 3 000 machines
Discussion
Est connu :
Voiture TI = 70 dB
Indice de transmission (TI) de l'ambulance = 100 dB
Io = 10- 12 Watt/m2
Demandé Combien de moteurs de voiture le système informatique d'une voiture devrait-il avoir pour égaler celui d'une ambulance ?
Répondre :
Ambulance TI = voiture TI + 10 bûches x
100 = 70 + 10 log x
100 – 70 = 10 log x
30 = 10 log x
30 / 10 = log x
3 = log x
Antilog 3 = x
103 =x
1000 = x
La bonne réponse est D.
15. Une source sonore a un niveau d'intensité de 60 dB (I₀ = 10⁻¹² watts m⁻² ) . Lorsque 100 sources émettent simultanément le même son, le niveau d'intensité sonore résultant est de…
A. 62 dB
B. 80 dB
C. 82 dB
D. 100 dB
E. 160 dB
Discussion
Est connu :
TI = 60 dB
Io = 10- 12 W / m2
x = 100
Demandé : Source sonore TI 100 ?
Répondre :
Sources sonores TI 100 = machine TI 1 + 10 log x
TI = 60 + 10 log 100
TI = 60 + 10 log 102
TI = 60 + (2)(10)(log 10)
TI = 60 + 20
TI = 80 dB
La bonne réponse est B.
Effet Doppler
16. Un joueur de football court à la vitesse vp vers l'arbitre qui restait silencieux tout en sifflant à une fréquence de fsSi la vitesse de l'air à cet endroit est v, alors la fréquence entendue par le joueur est formulée comme suit…
Discussion
Est connu :
vs = 0 (arbitre silencieux)
vp = vp (positif car il est proche de la source sonore)
f = fs
v = v
Demandé Quelle est la formule de fréquence entendue par les joueurs de football ?
Répondre :
La bonne réponse est A.
Source de la question :
Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles
