QCM : Ondes sonores et caractéristiques (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lorsqu’une règle vibrante produit un son dans l’air, quelle description correspond à la propagation de ce son ?

Une vibration confinée à la règle produit le son sans propagation dans le milieu.
Une onde mécanique de pression se propage par compressions et dilatations successives du milieu.
Un déplacement global des molécules transporte le son de la source au récepteur.
Une onde électromagnétique se propage sans perturber les molécules du milieu.

Une onde mécanique de pression se propage par compressions et dilatations successives du milieu.

Explication

Le son est une onde mécanique de pression issue d’une vibration, qui perturbe le milieu et s’y propage de proche en proche par compressions et dilatations. Le choix de l’onde électromagnétique confond les types d’ondes, celui du déplacement global néglige la propagation de proche en proche, et celui de la vibration confinée nie la propagation.

2. Une cloche sonne dans une enceinte dont on retire progressivement l’air. Que se passe-t-il lorsque l’enceinte est presque vide ?

Le son se propage aussi bien, car la vibration de la cloche traverse le vide.
Le son devient plus aigu, car la raréfaction de l’air modifie sa hauteur.
Le son ne se propage plus efficacement, faute de milieu matériel pour le transmettre.
Le son atteint le récepteur par l’air restant, même si le vide ne transmet pas le son.

Le son ne se propage plus efficacement, faute de milieu matériel pour le transmettre.

Explication

La propagation sonore nécessite un milieu matériel : quand l’air est retiré, le son ne peut plus être transmis à travers le vide. La vibration de la cloche ne suffit pas sans milieu, une variation de hauteur ne répond pas à la question, et invoquer l’air restant ne décrit pas le cas où la propagation se fait dans le vide.

3. Dans une expérience réalisée à 20 °C, quelle valeur approximative faut-il retenir pour la vitesse du son dans l’air ?

340 m⋅s−1340\ \text{m·s}^{-1}
340 s⋅m−1340\ \text{s·m}^{-1}
1,5×103 m⋅s−11{,}5\times10^3\ \text{m·s}^{-1}
3,0×108 m⋅s−13{,}0\times10^8\ \text{m·s}^{-1}

$$340\ \text{m·s}^{-1}$$

Explication

À 20 °C, la vitesse du son dans l’air est d’environ 340 m⋅s−1340\ \text{m·s}^{-1}. 3,0×108 m⋅s−13{,}0\times10^8\ \text{m·s}^{-1} correspond à la vitesse de la lumière, 1,5×103 m⋅s−11{,}5\times10^3\ \text{m·s}^{-1} est une valeur associée à un autre milieu, et s⋅m−1\text{s·m}^{-1} inverse les unités.

4. Une équipe mesure plusieurs fois la durée d’un même trajet sonore et obtient des valeurs légèrement différentes. Comment caractériser l’incertitude associée à cette durée ?

Comme l’imprécision liée à la détermination de cette grandeur physique.
Comme la preuve que l’appareil fournit une valeur fausse à chaque mesure.
Comme la moyenne des durées mesurées, qui donne la valeur exacte.
Comme une variation réelle de la durée provoquée par le trajet sonore.

Comme l’imprécision liée à la détermination de cette grandeur physique.

Explication

Une incertitude caractérise l’imprécision associée à la détermination d’une grandeur qui ne peut être mesurée avec exactitude. La qualifier d’erreur certaine suppose à tort que l’appareil est faux, l’attribuer à une variation réelle confond imprécision et phénomène, et la moyenne ne garantit pas une valeur exacte.

5. Que désigne la fréquence d’un signal périodique ?

La durée nécessaire à la répétition d’un motif
La puissance sonore reçue par unité de surface
La hauteur maximale atteinte par le signal
Le nombre de motifs qui se répètent en une seconde

Le nombre de motifs qui se répètent en une seconde

Explication

La fréquence correspond au nombre de motifs répétés en une seconde et s’exprime en hertz. La durée d’un motif définit plutôt la période du signal.

6. Quelle unité exprime l’intensité sonore, définie comme la puissance sonore reçue par unité de surface ?

Le hertz
Le watt par mètre carré
Le mètre par seconde
Le décibel

Le watt par mètre carré

Explication

L’intensité sonore correspond à une puissance reçue par unité de surface et s’exprime en watts par mètre carré. Le décibel sert à exprimer le niveau sonore, qui traduit la perception du son par l’oreille humaine.

7. Quel rôle joue le milieu matériel dans la propagation du son ?

Il permet la transmission de proche en proche des compressions et des dilatations.
Il transforme les ultrasons en sons audibles pour l’oreille humaine.
Il convertit les vibrations de l’objet en énergie lumineuse perceptible.
Il détermine la fréquence de vibration de l’objet qui produit le son.

Il permet la transmission de proche en proche des compressions et des dilatations.

Explication

Les molécules du milieu transmettent la perturbation sonore par des compressions et des dilatations successives. L’audibilité dépend de la fréquence du son, et non d’une transformation opérée par le milieu.

8. En quoi la vitesse du son dans l’air et l’incertitude associée à sa mesure diffèrent-elles ?

La vitesse est une grandeur physique d’environ 340 m·s⁻¹ à 20 °C, tandis que l’incertitude exprime l’imprécision de sa détermination.
La vitesse exprime l’imprécision d’une mesure, tandis que l’incertitude correspond à une valeur d’environ 340 m·s⁻¹ à 20 °C.
La vitesse correspond à la durée d’un motif sonore, tandis que l’incertitude indique le nombre de motifs répétés en une seconde.
La vitesse mesure la puissance sonore reçue par unité de surface, tandis que l’incertitude classe le danger du son pour l’oreille.

La vitesse est une grandeur physique d’environ 340 m·s⁻¹ à 20 °C, tandis que l’incertitude exprime l’imprécision de sa détermination.

Explication

La vitesse du son dans l’air est une grandeur mesurable, estimée à environ 340 m·s⁻¹ à 20 °C, alors que l’incertitude décrit le manque de précision de cette détermination. La confusion plausible consiste à attribuer à l’incertitude la valeur numérique de la vitesse, alors que cette valeur caractérise la vitesse elle-même.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 8 flashcards sur Ondes sonores et caractéristiques.

Qu’est-ce qu’un son ?

Une onde mécanique de pression produite par la vibration d’un objet.

Dans quels milieux le son peut-il se propager ?

Uniquement dans un milieu matériel.

À 20 °C, quelle est la vitesse approximative du son dans l’air ?

Environ 340 m·s⁻¹.

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