QCM : Émission et propagation du son (22 questions)

Explication

Un son est une onde émise par un objet mis en vibration. L’air en déplacement confond l’émetteur avec le milieu, l’objet immobile omet la vibration et l’onde lumineuse confond deux phénomènes différents.

Explication

Un signal périodique se reproduit à l’identique à intervalles de temps réguliers. Une répétition irrégulière ne respecte pas la régularité, une forme changeante ne se reproduit pas à l’identique et un signal constant ne décrit pas cette répétition.

Explication

La période est la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit à l’identique, et elle s’exprime en secondes. $25\ \text{s}$ correspond à la fréquence numérique associée, $0{,}08\ \text{s}$ est une durée multiple et le volt est l’unité de l’amplitude.

Explication

La fréquence est le nombre de répétitions du motif élémentaire en une seconde et s’exprime en hertz : ici, elle vaut $440\ \text{Hz}$. L’inverse correspond à une durée par répétition, la seconde est une unité de période et $26\,400$ compterait les répétitions sur une minute.

Explication

La relation est $f=\frac{1}{T}$ ; ainsi, $f=\frac{1}{0{,}002}=500\ \text{Hz}$. $0{,}002\ \text{Hz}$ reprend la période, $2\ \text{Hz}$ résulte d’une conversion erronée et la seconde n’est pas l’unité de fréquence.

Explication

L’être humain entend les sons dont la fréquence est comprise entre $20$ et $20\,000$ Hz ; $18\,000$ Hz se trouve dans cet intervalle. Dépasser $20\,000$ Hz sortirait du domaine audible, tandis que $20$ Hz est la limite inférieure et le seuil des infrasons.

Explication

Un milieu matériel élastique peut se déformer pour encaisser un choc, puis reprendre son état initial. La transmission rapide relève de la proximité des particules, tandis qu’une déformation permanente ou impossible ne correspond pas à cette définition.

Explication

Le son a besoin d’un milieu matériel élastique pour se propager ; le vide, dépourvu de particules, ne lui permet donc pas de se transmettre. Confondre le vide avec un milieu matériel, assimiler le son à la lumière ou négliger le rôle des particules conduit aux autres réponses.

Explication

Dans l’air, le son se propage de proche en proche par une suite de compressions et de dilatations des particules. Cette propagation ne correspond ni à un transport global de l’air, ni à des dilatations seules, ni au déplacement simultané de toutes les particules.

Explication

En physique, $t$ désigne un instant précis, tandis que $\Delta t$ représente une durée ou une variation de temps. Intervertir ces sens ou attribuer la même nature aux deux symboles confond les notions.

Explication

La durée est l’instant final moins l’instant initial : $\Delta t=31\,\text{s}-7\,\text{s}=24\,\text{s}$. Le résultat négatif inverse la soustraction, $38\,\text{s}$ additionne les instants et $31\,\text{s}$ reprend l’instant final comme durée.

Explication

La vitesse moyenne se calcule en divisant la distance parcourue par la durée : 1 200 ÷ 4 = 300 m·s⁻¹. Multiplier les valeurs ou inverser le rapport ne donne pas la vitesse moyenne.

Explication

À 20 °C et à 1 atm, la célérité du son dans l’air vaut 340 m·s⁻¹. La valeur 1 224 correspond à une vitesse exprimée en km·h⁻¹, et non en m·s⁻¹.

Explication

Une fréquence plus élevée correspond à une hauteur plus élevée : le son est donc plus aigu. L’association avec un son grave inverse la relation entre fréquence et hauteur, tandis que l’intensité est une autre caractéristique.

Explication

Le timbre permet de distinguer des sons de même hauteur produits par des instruments différents et dépend de l’instrument ainsi que de la forme du son. La hauteur et la fréquence caractérisent plutôt le registre du son, et l’intensité ne définit pas cette distinction.

Explication

L’intensité sonore est liée à l’amplitude et s’exprime en watts par mètre carré. Le niveau sonore se mesure en décibels, la fréquence en hertz et l’amplitude représente une autre caractéristique du signal.

Explication

Pour un même son, une amplitude plus élevée correspond à une intensité sonore plus élevée. La diminuer inverse la relation, l’absence de changement néglige cette dépendance et la fréquence est une autre grandeur.

Explication

Le niveau d’intensité sonore est lié à la sensibilité de l’oreille et se mesure en décibels. L’intensité s’exprime en watts par mètre carré, la fréquence en hertz et l’amplitude caractérise le signal.

Explication

Pour un même son, une intensité sonore plus élevée correspond à un niveau d’intensité sonore plus élevé. Dire que le niveau diminue inverse cette relation, tandis que l’égalité ou la fréquence ne traduit pas la comparaison donnée.

Explication

La caisse de résonance augmente le niveau d’intensité sonore du son émis et, par conséquent, son intensité sonore. Une baisse inverse cet effet, tandis que fréquence et durée d’exposition ne sont pas les grandeurs modifiées par cette règle.

Explication

Les risques d’atteintes à l’audition augmentent lorsque le niveau sonore et la durée d’exposition sont plus élevés. Négliger la durée ou le niveau omet un facteur de risque, et entendre un son ne rend pas toutes les expositions équivalentes.

Explication

Une exposition de seulement quelques secondes à un niveau supérieur à 120 dB peut entraîner une surdité totale. La brièveté de l’exposition ne supprime donc pas ce danger; les autres choix minimisent ou inversent la conséquence possible.