Notions d'acoustique

Question 1

Qu’est ce que la pression ?

Answer 1

La pression est une force appliquée sur une surface.

Question 2

De quoi dépend la pression ?

Answer 2

La pression dépend de la caractéristique d’élasticité d’un objet.

Question 3

Que se passe-t-il si l’on applique une pression sur un objet qui possède une grande élasticité ?

Answer 3

L’objet reprendra sa forme après avoir subi une pression.

Question 4

Vrai ou faux: L’élasticité représente l’opposition d’un objet à un changement de volume.

Answer 4

Vrai.

Question 5

Vrai ou faux: La résistance et la réactance décrivent l’élasticité.

Answer 5

Faux. L’élasticité est décrite par la rigidité et la compliance.
Rigidité: Résistance d’une substance aux forces de torsion, de cisaillement, etc., qui tendent à la déformer.
Compliance: Propriété d’élasticité qui permet à une substance, une structure, de se déformer selon les forces qui s’y appliquent.

Question 6

Vrai ou faux: L’énergie totale d’un système peut varier.

Answer 6

Faux.

L’énergie totale d’un système est invariable.

Question 7

Donner deux exemple de formes que peuvent prendre l’énergie.

Answer 7

• Énergie potentielle;
• Énergie cinétique;
• Chaleur;
• Énergie de rayonnement.

Question 8

Donner la définition de l’onde sonore.

Answer 8

L’onde sonore est une onde mécanique progressive longitudinale à trois dimensions.

Question 9

Expliquer 2 caractéristiques de l’onde sonore.

Answer 9

• Mécanique: Déformation du milieu lui-même;
• Progressive: propagation de la perturbation s’effectue de proche en proche plus ou moins rapidement.
• La propagation d’une onde s’accompagne toujours d’une propagation d’énergie;
• La propagation d’un son est la propagation d’une onde compression et de décompression dans un milieu;
• La vitesse de propagation d’une onde dépend du milieu.

Question 10

Quelle est la vitesse de propagation d’une onde dans:

a) L’air;
b) L’eau.

Answer 10

a) 343 m/s
b) 1480 m/s
Il est important de se rappeler que c’est l’énergie qui est propagée et non la matière.

Question 11

De quelles caractéristiques du milieu dépend la vitesse de propagation d’un son ?

Answer 11

De l’inertie (densité) et de l’élasticité.

Question 12

Quelles sont les fréquences audibles pour:

a) L’humain;
b) La parole/ voix.

Answer 12

a) 20 à 20 000 Hz;

b) 200 à 4 000 Hz.

Question 13

Vrai ou faux: La fréquence fondamentale de la voix dépend de la longueur des cordes vocales.

Answer 13

Vrai.

Question 14

Qu’est-ce que la longueur d’onde ?

Answer 14

La distance parcourue par une onde pendant un cycle.

Question 15

Si un son de 1 000 Hz a une longueur d’onde de 34 cm, un son de 100 Hz aura une longueur d’onde de:

a) 3,4 cm;
b) 3,4 m.

Answer 15

b) 3,4 m.

Plus la fréquence du son est grande, plus la longueur d’onde est petite.

Question 16

Qu’est-ce qui fait en sorte que la vibration a une grande intensité ?

Answer 16

Pour produire un son, il faut transformer l’énergie pour produire un travail. Plus l’ÉNERGIE est élevée, plus la vibration aura une grande intensité.

Question 17

Pour quelles raisons l’intensité sonore tend à diminuer avec la distance ?

Answer 17

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

Question 18

Qu’est-ce que la pression acoustique ? (Pa)

Answer 18

C’est la valeur efficace, sur un intervalle de temps donné, de l’amplitude de la variation rapide de a pression atmosphérique qui cause une impression sonore.
Le son, quand il arrive, cause une onde de compression et de décompression. La compression fait pression sur le tympan, elle le fera bouger si elle est supérieure à la pression atmosphérique.
Il faut que l’alternance entre la compression et la décompression soit rapide si l’on veut percevoir un son.

Question 19

Qu’est-ce que l’intensité acoustique (Ia) ?

Answer 19

C’est la puissance transportée par les ondes sonores dans une direction donnée, par une unité de surface perpendiculaire à cette direction.
Donc, l’énergie/puissance par unité de surface.

Question 20

Pourquoi utilisons-nous une échelle logarithmique pour mesure la pression et l’intensité acoustique ?

Answer 20

Parce que sinon, les échelles seraient immenses !

Question 21

Qui suis-je ?
Je suis une échelle logarithmique de base 10 qui permet de mesurer la pression et l’intensité acoustique.
Je suis le rapport entre 2 valeurs: la valeur mesurée et la valeur de référence.

Answer 21

Je suis le Bel !

Cependant, pour des raisons pratique, le décibel est utilisé (dixième de Bel).

Question 22

Quelles sont les valeurs de références qui permettent de mesure la pression et l’intensité acoustique ?

Answer 22

Ce sont les valeurs des seuils audibles.
Pa: 20log10(pa/Paref) –> dB SPL (sound pressure level)
Ia: 10log10(Ia/Iaref) –> dB IL

Question 23

Vrai ou faux: L’intensité et la pression acoustique donnent le même nombre de dB.

Answer 23

Vrai.

La pression acoustique est multipliée par 2 pour arriver au même résultat.

Question 24

Quel est le seuil de la douleur (pour une fréquence de 1 000 Hz)?

Answer 24

130 dB

Question 25

Quelle est l’intensité maximale pour un son de 1 000 Hz ?

Answer 25

194 dB

Toute onde au delà de cette frontière s’appelle une onde de choc.

Question 26

Si la pression d’un son double, il augmentera de ___ dB SPL, si c’est l’intensité qui augmente, il augmentera de ___ dB IL.

Answer 26

1) 6 dB SPL;

2) 3 dB IL.

Question 27

Si la pression d’un son est multipliée par 10, il augmentera de __ dB et si c’est l’intensité qui est multipliée par 10, il augmentera de __ dB.

Answer 27

1) 20 dB SPL;

2) 10 dB IL.

Question 28

De combien de dB diminue un son si la pression diminue de:

a) 50%;
b) 90%;
c) 99%;
d) 99,9%.

Answer 28

a) 6 dB;
b) 20 dB;
c) 40 dB;
d) 60 dB.

Question 29

Quelle est la perte d’intensité entre l’oreille moyenne et l’oreille interne ?

Answer 29

60 dB, soit une diminution de 99.9% de pression!

Question 30

Vrai ou faux: La perception sonore diffère selon la fréquence.

Answer 30

Vrai.

Question 31

Quels sont les différents types de transfert d’énergie ?

Answer 31

• Absorption;
• Transmission;
• Réflexion;
• Diffraction.

Question 32

Quelles caractéristique du milieu sera efficace dans l’absorption d’un signal sonore transmis par l’air ?

Answer 32

Milieu mou et déformable.

Question 33

Qu’est-ce que la réactance ?

Answer 33

C’est la capacité du milieu d’emmagasiner l’énergie en tant qu’énergie potentielle et dépend de la masse et de l’élasticité du milieu.
La réactance totale est la réactance de massa mois la réactance de compliance.

Question 34

Que se passe-t-il lorsqu’un milieu atteint un réactance totale nulle?

Answer 34

Le milieu se met à vibrer, il atteint sa fréquence de résonance.