Le son en 4e : vitesse, écho et décibels

Chaque affirmation, vraie ou fausse, avec son explication.

Une erreur dans ce corrigé ? Signaler une erreur

1. 1

   Dans l’eau, le son se propage plus de quatre fois plus vite que dans l’air à 15 °C.

   Vrai

   L’eau transmet le son à environ 1 500 m/s, l’air à environ 340 m/s : 1 500 représente plus de quatre fois 340.

2. 2

   Dans l’acier, le son se propage environ cinq fois plus vite que dans l’eau.

   Faux

   L’acier le transmet à environ 5 000 m/s, l’eau à environ 1 500 m/s : le rapport est d’environ 3,3, et non de 5.

3. 3

   Un écho produit dans l’eau revient plus vite qu’un écho produit dans l’air, pour un obstacle placé à la même distance.

   Vrai

   Le son va bien plus vite dans l’eau que dans l’air : sur une même distance, le délai de retour de l’écho est donc plus court.

4. 4

   Deux sons de même fréquence ont la même hauteur, même si l’un est beaucoup plus fort que l’autre.

   Vrai

   La hauteur dépend de la fréquence, tandis que le niveau d’intensité sonore est lié à l’amplitude de la vibration : ce sont deux paramètres distincts.

5. 5

   Le son se propage dans le vide aussi bien que dans l’air.

   Faux

   Le son ne se propage pas dans le vide : il a besoin d’un milieu matériel, comme l’air, pour se propager.

6. 6

   Lorsque le tonnerre est entendu 3 s après l’éclair, l’orage est à environ 1 km.

   Vrai

   Dans l’air, le son parcourt environ 340 m par seconde, soit environ 1 km en 3 s. La lumière, beaucoup plus rapide, arrive bien avant le son.

7. 7

   Un son met moins de temps à parcourir 340 m dans l’air à 15 °C qu’à parcourir 1 km dans l’eau.

   Faux

   Dans l’air, 340 m prennent environ 1 s, alors que 1 km dans l’eau prend environ 0,7 s : c’est l’inverse de l’affirmation.

8. 8

   Si l’on double la distance parcourue par le son, la vitesse calculée avec v = d / Δt double aussi.

   Faux

   Dans un milieu donné, le son garde la même vitesse : si la distance double, la durée Δt double aussi, et le quotient d / Δt ne change pas.

9. 9

   Dans l’air à 15 °C, un son qui met moins d’une seconde pour atteindre un auditeur a été émis à moins de 340 m de lui.

   Vrai

   À environ 340 m/s, le son parcourt 340 m en une seconde : en moins d’une seconde, il a donc parcouru moins de 340 m.

10. 10

    Deux instruments qui jouent un son de même fréquence ont des hauteurs différentes, car leurs timbres diffèrent.

    Faux

    À fréquence égale, la hauteur est la même ; le timbre peut différer et permet de distinguer les instruments.

11. 11

    Un son que l’oreille humaine n’entend pas peut néanmoins servir en médecine, comme dans l’échographie.

    Vrai

    Un ultrason a une fréquence supérieure à 20 kHz, au-delà du domaine audible ; l’échographie en utilise.

12. 12

    Le son se propage à la même vitesse dans l’eau et dans l’air, puisque c’est dans les deux cas une onde mécanique.

    Faux

    Être une onde mécanique ne suffit pas à fixer la vitesse : dans l’eau, le son va à environ 1 500 m/s, contre environ 340 m/s dans l’air.

13. 13

    Un son de 200 Hz est plus aigu qu’un son de 2 kHz, car il se propage plus lentement dans l’air.

    Faux

    C’est l’inverse : plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu, et dans l’air la vitesse dépend très peu de la fréquence.

14. 14

    Un son de 20 kHz est plus aigu qu’un son de 200 Hz, car sa source effectue davantage de vibrations par seconde.

    Vrai

    La fréquence est le nombre de vibrations par seconde, et plus elle est élevée, plus le son est aigu : 20 kHz est bien plus élevée que 200 Hz.

15. 15

    Un élève trouve 3 400 m/s pour la vitesse du son dans l’air à 15 °C : sa mesure est cohérente avec la valeur attendue.

    Faux

    La valeur attendue est d’environ 340 m/s ; 3 400 m/s, dix fois plus, signale une erreur de mesure ou de calcul.

16. 16

    Un son de 25 kHz dépasse la limite haute du domaine audible généralement retenu pour l’être humain.

    Vrai

    Le domaine audible est généralement donné de 20 Hz à 20 kHz ; au-dessus, on parle d’ultrasons.