Exercices: Le son

Exercices: Le son Exercice 1: Un son est émis avec une puissance de 10 W. Calculer son
intensité sonore:
1/ à 10 m de la source.
2/ à 100 m de la source. Exercice 2:
Quel est le niveau sonore d'une conversation dont l'intensité est 104 I0?
Un concert de rock atteint un niveau sonore de 120 dB. Déterminer [pic].
Exercice 3: Une source sonore émet, dans l'air, un signal très bref avec
une puissance de 15 W.
1/ Calculer l'intensité sonore à 20 m de la source.
2/ Déterminer le niveau sonore à la même distance.
3/ Calculer la distance pour laquelle le niveau n'est plus que de 50 dB. Exercice 4: La figure ci-contre représente l'oscillogramme d'une
onde sonore émise par un diapason en vibration dans l'air.
1/ Déterminer la période et la fréquence du son émis.
2/ Déterminer la longueur d'onde du son émis sachant que la
célérité du son est c = 340 m/s.
3/ Un second diapason émet un son de même intensité mais de
fréquence deux fois plus grande.
a/ Le son obtenu est-il plus haut que le premier?
b/ Le son obtenu est-il plus grave ou plus aigu que le
premier?
c/ Représenter sur la figure l'oscillogramme de l'onde sonore émise
par le second diapason. Exercice 4: Les normes de protection contre le bruit admettent une
exposition maximale de 40 heures à un bruit de niveau acoustique
L1 = 85 dB.
Si ce niveau augmente, il faut réduire la durée maximale d'exposition
au bruit en fonction du niveau.
La courbe ci-contre donne la durée maximale d'exposition t en
fonction du niveau L1.
1/ Un groupe de rock diffuse un concert dont le niveau d'intensité
acoustique est 110 dB, dans la zone réservée au publique.
Déterminer la durée maximale d'écoute de manière à respecter les
normes de protection.
2/ Au poste de travail d'une unité de production, un opérateur est soumis à
un niveau d'intensité acoustique L1 pendant une durée t.
Dans les deux cas suivants les nomes sont-elles respectées?
a/ L1 = 90 dB pendant 10 h.
b/ L1 = 105 dB pendant 1 h.
Justifier vos réponses.
3/ On se propose de calculer l'énergie W reçue par l'oreille lorsque celles-
ci est soumise à un bruit de niveau d'intensité acoustique L1 = 85 dB
pendant 40 h.
Calculer:
a/ L'intensité acoustique I correspondante.
b/ La puissance acoustique P reçue par l'oreille, équivalent à une
surface S = 8×10-5 m2.
c/ L'énergie W reçue par le récepteur pendant cette durée.
Extrait de Bac Pro L'acoustique
Exercice :
Le temps de réverbération T (en seconde ) est le temps que met un son à
s'atténuer de 60 dB (décibel ) dans un local fermé ; pour une bonne
intelligibilité des paroles, ce temps doit être de 0,5 à 0,7 s suivant la
surface du local ; si T est trop petit, le local devient « sec » ou
« lourd » ; si T est trop grand, le local devient réverbérant : c'est
l'effet « cathédrale » . L'absorption acoustique ou phonique réduit ce
temps de réverbération ; il est fonction des matériaux utilisés pour les
parois, de l'état de surface de ces parois et du volume du local. Le
pouvoir absorbant est défini par le coefficient a par m2 de surface.
On calcule ce temps T par la formule de Sabine : T= V est le volume du local en m3
aS est le pouvoir absorbant des surfaces ; aS =a(S , aS est en m2
an est le pouvoir absorbant des éléments n contenus dans cette salle
an = a(n
( signifie « somme » Application :
Déterminer le temps de réverbération d'une salle de cours
Données : Dimensions de la salle en mètres: 9(7(3
Revêtements : - plafond :plâtre +peinture lisse - murs : plâtre + peinture floquée
- vitrage : 15 m2
- sol : dalles plastiques
On négligera la présence d'une porte.
Mobilier : - 16 tables d'écoliers + 32 chaises
- 1 bureau de professeur + une chaise
Temps de réverbération dans le médium :
a) avant correction acoustique :
- salle non occupée
- salle occupée par 28 élèves et un professeur
b) après correction acoustique portant sur un mur en long qui a été
recouvert de moquette murale et le plafond qui a été garni de panneaux
absorbants de coefficient a = 0,6 dans le médium, déterminer le temps de
réverbération :
- salle non occupée
- salle occupée comme ci dessous.
| | | | |
|Désignation des | |Absorption a/m2 | |
|surfaces | | | |
| |graves |médium |aiguës |
|Ouverture vers l'extérieur |1 |1 |1 |
|Brique pleine |0,02 |0,03 |0,04 |
|Crépi sur mur |0,02 |0,04 |0,08 |
|Plâtre sur mur avec ou sans peinture lisse | | | |
| |0,02 |0,03 |0,04 |
|Plâtre sur mur + peinture floquée | | | |
| |0,02 |0,035 |0,06 |
|Plâtre sur mur + peinture murale | | | |
| |0,05 |0,15 |0,30 |
|Vitres |0,03 |0,03 |0,02 |
|Rideaux coton ou velours léger | | | |
| |0,2 |0,5 |0,5 |
|Béton lisse |0,01 |0,01 |0,02 |
|Carrelage - marbre |0,01 |0,01 |0,01 |
|Sol plastique |0,02 |0,02 |0,02 |
|Plancher bois non vitrifié | | | |
| |0,04 |0,08 |0,1 |
|Plancher bois vitrifié |0,04 |0,04 |0,03 |
|Moquette sur béton |0,1 |0,2 |0,3 |
|Moquette sur béton + thibaude | | | |
| |0,15 |0,4 |0,35 |
|Tôle perforée + 30mm de laine de roche | | | |
| |0,6 |0,7 |0,7 |
|Panneaux en fibre de roche spéciaux pour | | | |
|insonorisation |0,4 à 0,8 |0,5 à 1 |0,7 à 1,2 |
|Désignation des éléments |Absorption a/unité |
|Auditoire assis adulte |0,3 |0 ,45 |0,5 |
|Auditoire assis enfant |0,2 |0,35 |0,4 |
|Fauteuil en tissus |0,25 |0,4 |0,4 |
|Chaise en bois |0,015 |0,02 |0,025 |
|Table d'écolier |0,02 |0,025 |0,03 |
|Table de bureau professeur |0,035 |0,05 |0,06 | Acoustique correction
Avant correction acoustique, salle non occupée : Valeur des aS
Plafond : S = 9(7 = 63 m2 0,03(63 = 1,89
Murs : S = 2(9(3 + 2(7(3 - 15 0,035(81 = 2,835
Vitrage : S = 15 m2 0,03(15 = 0,45
Sol : S = 9(7 = 63 m2
0,02 (63 = 1,26
Total des aS = 6,435 Valeur des an
Tables : 0,025( 16 = 0,4
Chaises : 0,02 ( 33 = 0,66
Bureau professeur : 0,05
Total des an = 1,11 Volume de la salle :V = 189 m3 Salle occupée :
Valeur des an
Elèves : 0,35(28 = 9,8
Professeur : = 0,45
Mobilier : = 1,11 Total des an = 11,36
Temps de réverbération :
0,16(189
Salle non occupée : T = = 4s
6,435+1,11
Salle occupée : T = 1,7 s
On constate que la correction acoustique est nécessaire