Cours 1 : notions de physique et d'acoustique

Question 1

Quels sont les lois de Newton ?

Answer 1

1ère : Un corps physique est au repos ou en mouvement uniforme si aucune force n’est appliquée.

2ième : F = ma (force en Newton, masse en kg, accélération en m/s2)

Question 2

Qu’est-ce que la pression ?

Answer 2

La pression est une force appliquée sur une surface (P = F/S)

Question 3

Que représente l’élasticité ?

Answer 3

L’opposition d’un objet à un changement de volume.

Question 4

L’objet sur lequel une pression s’exerce peut rester (1), (2), se (3) de façon (4) ou de façon (5). Cela dépend de (6).

Answer 4

1- inchangé; 2- casser; 3- se déformer; 4- permanente; 5- réversible; 6- sa caractéristique d’élasticité

Question 5

À quoi correspond l’énergie ?

Answer 5

Cela correspond à la possibilité d’effectuer un travail (un changement dans un système donné.

Question 6

Vrai ou faux, l’énergie totale d’un système est invariable.

Answer 6

Vrai, loi de la conservation de l’énergie.

Question 7

Quelles formes l’énergie peut-elle prendre ?

Answer 7

Énergie cinétique, potentielle, de rayonnement, sonore, chaleur, etc.

Question 8

Qu’est-ce que le son ?

Answer 8

Il s’agit d’une onde mécanique longitudinale à 3 dimensions.

Question 9

Qu’est-ce qu’une onde mécanique progressive ?

Answer 9

C’est la propagation d’une perturbation dans un milieu matériel sans transport de la matière.

Question 10

Pourquoi qualifie-t-on l’onde de mécanique et progressive ?

Answer 10

Mécanique : car la perturbation est une déformation du milieu matériel lui-même.

Progressive : car la propagation de la perturbation s’effectue de proche en proche plus ou moins rapidement.

Question 11

Que représente les ronds dans l’eau ?

Answer 11

Ils sont une ondes mécaniques progressives verticales et non longitudinale.

Question 12

Qu’est-ce que la propagation d’un son ?

Answer 12

C’est la propagation d’une onde de compression et de raréfaction dans le milieu.

Question 13

Quel est la différence entre un ressort et le son ?

Answer 13

Dans le ressort, l’onde se propage dans une dimension, alors que le son lui va dans 3 dimensions.

Question 14

De quoi s’accompagne toujours la propagation d’une onde ?

Answer 14

D’une propagation d’énergie.

Question 15

Selon Boyle (1660), pour qu’un son se propage, il faut (1) puisque (2).

Answer 15

1- Un milieu physique; 2- puisqu’il n’y a pas de son dans le vide.

Question 16

Le son se propage à une vitesse qui dépend de quoi et non de quoi ?

Answer 16

Qui dépend des caractéristique du milieu et non de celle du son.

Question 17

Comment peut-on représenter la vitesse du son à l’aide d’un rapport ? À quoi correspond ce rapport ?

Answer 17

C’est le rapport entre l’élasticité du milieu et son inertie. Environ à sa densité.

Question 18

Quelle est la vitesse du son dans l’air et dans l’eau ?

Answer 18

Air : 343 m/s et eau : 1480 m/s

Question 19

Vrai ou faux, le son se propage plus vite dans l’air que dans l’eau.

Answer 19

Faux, Air : 343 m/s et eau : 1480 m/s

Question 20

Qu’est-ce que la période du son T ?

Answer 20

C’est le temps mis pour que l’onde fasse un cycle.

Question 21

Sur quel axe se mesure l’amplitude du son ? Elle est en rapport avec quoi ?

Answer 21

Sur l’axe des Y; Elle est en rapport avec l’énergie de la source, et donc la pression exercée sur le milieu.

Question 22

Que représente l’axe des X ?

Answer 22

Le temps

Question 23

À quoi correspond la fréquence de son f ? Son unité de mesure ? Sa formule ?

Answer 23

Taux de répétition de l’onde par seconde; se mesure en Hertz ou Hz; f= 1/T

Question 24

Qu’est-ce qu’une octave ?

Answer 24

Un doublement de fréquence.

Question 25

Qu’est-ce qu’une longueur d’onde ? Et sa formule ?

Answer 25

C’est la distance que l’onde traverse pendant un cycle. (Y à l’envers) = c/ f

Question 26

De quoi dépend la fréquence ? Formule à l’appui.

Answer 26

De sa longueur et de sa tension. (Y à l’envers) = c/f, donc f= c/ (Y à l’envers).

Question 27

La longueur d’onde équivaut à combien de fois la longueur de la corde ?

Answer 27

(Y à l’envers) = 2L, donc f = c/2L. Alors, 2 fois.

Question 28

Plus la tension de la corde est élevée, plus la vitesse de propagation de l’onde sur la corde (c) sera …

Answer 28

Grande

Question 29

Si la corde est longue, la fréquence sera…

Answer 29

Basse

Question 30

Si la tension de la corde est plus grande, la fréquence sera ….

Answer 30

Plus haute.

Question 31

Intensité sonore : pour produire un son, que faut-il faire ?

Answer 31

Il faut transformer l’énergie pour produire un travail.

Question 32

Plus l’énergie est élevée, plus la vibration a une basse/haute intensité.

Answer 32

Une grande intensité.

Question 33

Qu’est-ce que l’intensité ? Et sa formule ?

Answer 33

Puissance par unité de surface (W/m2) et I = E/t. S

Question 34

L’intensité d’un son a tendance à … avec la distance.

Answer 34

Diminuer

Question 35

Pourquoi l’intensité d’un son a tendance à diminuer avec la distance ?

Answer 35

À cause de la friction entre les atomes qui entraîne une perte d’énergie (transformation en chaleur) et parce que la même énergie doit faire bouger des masses d’air de plus en plus grandes.

Question 36

Qu’est-ce qu’un son pur ?

Answer 36

Un son qui contient une seule fréquence.

Question 37

Qu’est-ce qu’un son complexe ?

Answer 37

Un son qui contient plusieurs fréquences.

Question 38

Qu’a dit Fourrier (début XIXe siècle) ?

Answer 38

Que tout son complexe est formé de la somme d’un certains nombres de sons purs et ses équations permettent d’analyser n’importe quel son et de le décomposer en ses composantes, c’est la transformation de Fourrier.

Question 39

Comment appelle-t-on la fréquence la plus basse du spectre des fréquences ?

Answer 39

La fréquence fondamentale

Question 40

Que va produire une corde à laquelle on applique une vibration ?

Answer 40

Un grand nombre d’harmonies correspondant à la vibration de la moitié de la corde, de son tiers, du quart, etc. f = c/2L

Question 41

Qu’est-ce qu’un son harmonique et de quoi est-il composé ?

Answer 41

C’est un son complexe composé de sa fondamentale fo et de multiples entiers de la fondamentale, f1, f2, f3, etc.

Question 42

Qu’est-ce que le timbre ?

Answer 42

À des fréquences identiques, les sons émis par deux instruments différents ne résonnent pas de la même manière. Chacun se caractérise par son timbre, qui permet de l’identifier. Aucun son naturel n’est réellement simple : il résulte de la combinaison d’un son principal, ou fondamental, qui fixe la fréquence perçue par l’oreille, et d’un grand nombre de ses harmoniques dont les amplitudes relatives déterminent le timbre. Les caisses de résonance des instruments sont pour beaucoup dans la richesse du timbre. C’est ainsi pour les résonateurs que sont le pharynx et les cavités buccales et nasales.

Question 43

Aucun son naturel n’est réellement simple : il résulte de (1), qui (2), et de (3) dont les (4) déterminent le timbre.

Answer 43

1- de la combinaison d’un son principal, ou fondamental
2- fixe la fréquence perçue par l’oreille
3- d’un grand nombre de ses harmoniques
4- amplitudes relatives

Question 44

Certains instruments comme les percussions, forment des sons (1), qu’on appelle aussi des (2). Plusieurs consonnes/ voyelles en sont aussi.

Answer 44

1- inharmoniques
2- partielles
3- consonnes.

Question 45

Qu’est-ce que la parole ?

Answer 45

Un signal acoustique complexe.

Question 46

Pourquoi une simple analyse de Fourrier n’est pas significative pour représenter la parole ?

Answer 46

Puisque non seulement la parole contient un grand nombre de « tons purs » mais l’intensité et les fréquences sont modulées selon l’axe temporel. Une simple analyse de Fourrier n’est pas significative car elle représenterait seulement un instantanée de la parole.

Question 47

Afin de représenter la parole, qu’utilisons-nous ?

Answer 47

Une « image » de la voix sous forme de spectrogramme.

Question 48

Sur un spectrogramme, que peut-on voir ?

Answer 48

Le temps représenté en abscisse, la fréquence en ordonnée et l’amplitude en densité de noir ou en couleur.

Question 49

Que contiennent les formants ?

Answer 49

Plusieurs fréquences