Problème TP d'acoustique

[sbdg]

Bonjour ou bonsoir, je fais des études pour devenir ingénieur du son et j'ai une évaluation en Acoustique mercredi, notre prof nous as fait un TP pour nous entrainer mais il ne l'a pas corrigé, donc pour réviser c'est pas super.. Et de plus, je sors d'un Bac L, donc j'ai vraiment du mal avec la logique mathématique et il me manque des bases pour vraiment comprendre les problèmes et comprendre comment les résoudre.
Si vous pouviez m'aider ce serait super !! Merci d'avance

EXERCICE 1 :

Considérons deux personnes placées au même endroit et dont le but est d'écouter le son
émis par un train. La première colle son oreille contre le rail, la deuxième reste debout.
Le train est à 1 km des deux personnes.
1- Qui entendra le son avant l'autre et avec quel décalage? Justifier votre réponse
par des calculs précis.
On considère que la difference entre deux sons identiques parvenant successivement à
l'oreille est perceptible, si la difference entre leurs temps d'arrivée dépasse 50 ms.
2- Déduiser à quelle distance minimal le train doit se trouver pour que la réponse à
la question 1 soit vérifiée (la personne qui entend le son en premier est toujours
la même).


EXERCICE 2

On enregistre la note LA 440 Hz sur une piste optique d'une pellicule de cinema 35 mm.
Une copie video de cette pellicule est ensuite réalisée.
Or, la vitesse de defilement est de 24 FPS pour le cinema et de 25 FPS pour la video. Du
coup la fréquence ne sera pas perçue à la même hauteur selon que l'on est au cinema ou
chez soi.
I- Calculer la variation de fréquence entre les 2 types de projection. Cette difference
est-elle perceptible?


EXERCICE 3

Vous assistez à une projection de cinema en plein air. Le son est diffusé par une enceinte
située au milieu de la scène. La largeur du parterre est de 15m. Considérons un
spectateur M situé à 15 m de l'écran et au centre du parterre.
1- Pour ce spectateur, quel est le retard entre l'arrivée du son et celle de l'image ?
Le son est copié à côté de la piste image et la pellicule defile à 24FPS. Pour que le son
parvienne en même temps que l'image au point M, on va décaler, sur la pellicule la piste
sonore.
2- A combien d'image doit correspondre ce décallage ?
On place deux HP à la hauteur de M de part et d'autre du parterre. La piste sonore de ces
2 HP est synchrone avec la piste image. Pour ce cas là, on estime aussi que l'on n'a pas
décallé la piste son du HP frontal.
3- Calculer le retard entre le son emis par le HP frontal et et le son emis par les HP
latéraux ? Ce retard nécessite-t-il de retarder le son issu des HP latéraux ?
4- Même question que 3 mais avec M à 30m.


EXERCICE 4

Vous vous placez face à un mur réfléchissant, puis vous criez en direction de celui-ci.
1- Déterminer la distance d à partir de laquelle l'écho s'entendra.
Un theatre possède une scène de 5m de profondeur et le mur du fond est réfléchissant.
Considérons un spectateur à 15 m de la scène et un comédien au bord de cette scène.
2- Calculer pour le spectateur, le retard entre le son direct et le son réfléchi par le
mur arrière de la scène. Est il nécessaire de mettre un Rideau sur ce mur pour
palier à un éventuel echo?
On organise un concert en plein air. L'esplanade a une longueur de 60m et au fond de
celle-ci se trouve une paroi rocheuse susceptible de produire un echo. Les sièges sont
disposés en rangées tout les mètres
3- Déterminer les rangés suceptibles d'être gênées par l'écho. Effectuer les calculs pour
100 et 300.

[mathelot]

Bonjour,
pour l'exercice 1 , lire ici https://le-castillon.etab.ac-caen.fr/IM ... _son-2.pdf

la vitesse du son dans l'air est d'environ 340m/s et dans l'acier d'environ 5000m/s

je me suis demandé, le rail de chemin de fer étant un matériau composite, si l'on pouvait pondérer les vitesses
du son dans les composants avec pour poids (calcul de barycentre) les pourcentages de chaque composant.

Il y a plusieurs types de rail, donc là aussi, il faut faire un choix.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Rail

[mathelot]

exercice 1
La vitesse du son dans l'acier est de 5000 mètres par seconde.
Le son dans l'acier , pour parcourir un kilomètre , met 1/5=0,2 seconde.

La vitesse du son dans l'air est de 340 mètres par seconde.
Le son dans l'air , pour parcourir un kilomètre, met 1000/340=2,94 secondes

Les deux sons arrivent avec un décalage de 2,94-0,2=2,74 secondes.

2) Avec un décalage inférieur à 0,05 seconde , les deux sons ne peuvent plus être distingués.
Soit d la distance qu'ils parcourent en 0,05 seconde, il vient



soit
mètres

conclusion: A moins de 18 mètres, les deux sons ne peuvent plus être distingués.

[mathelot]

exercice 2
j'ai supposé (???) que les fréquences étaient proportionnelles aux vitesses de défilement.
Avec la fréquence du LA 440, par proportionnalité on obtient:






exercice 3
Le spectateur est à 15 mètres de la scène. Le son a une vitesse de 340m/s.
Le son met donc 15/340 =0,04 seconde pour lui parvenir.
je me suis dit qu'il fallait avancer le son par rapport à l'image de 0.04 seconde.
Comme la vitesse de défilement est de 24 images par seconde, ça fait donc
24 0.04 = 0.96 image de décalage entre son et image.

[LB2]

Hello,

dans l'exercice 2, effectivement il y aura une différence de pitch (calculée par mathelot) et c'est très perceptible! (le sib sonne à 466 Hz, donc à 458.3 Hz, on aura une note entre La et Sib, tirant vers le Sib)