Partie 1 « La musique » des sirènes (5 points) Partie 2 : Le bruit des

EVALUATION TS
Les 3 parties sont largement indépendantes. Il sera tenu compte de la présentation, de la rédaction, et des chiffres
significatifs. (1 point)
Partie 1 « La musique » des sirènes (5 points)
Document 1 Quelques informations glanées sur la toile au sujet des sirènes
Les véhicules d'urgence n'ont pas tous la même sirène en France, ce qui permet de différencier les véhicules
prioritaires de ceux bénéficiant de facilités de passage. Les véhicules prioritaires ont une sirène deux tons
deux temps ("pin pon") quand les véhicules ayant certaines facilités de passage ont une sirène deux tons
trois temps ("pin pon pin"). Chaque type de véhicule a également sa propre tonalité : les véhicules du SAMU
font entendre un la-fa, la police un la-ré et les pompiers un la-si. Chaque note est jouée pendant une
seconde.
Si vous possédez un instrument de musique capable de jouer ces deux notes, vous pourrez reconnaitre
"l'effet sirène" même si bien sûr le timbre de l'instrument n'est pas le même que le timbre de la sirène
officielle. On m'a dit un jour qu'avec un peu d'entrainement, on pouvait imiter la sirène des pompiers avec
un tambourin, mais j'avoue que j'ai abandonné après 15 heures d'essais infructueux
http://secouchermoinsbete.fr/56160-le-son-permet-de-differencier-les-vehicules-d-urgence
et http://www.sonelec-musique.com/electronique_realisations_sons_sirenes.html
Document 2 fréquences (en Hertz) associées aux notes de la troisième octave
DO
RE
MI
FA
SOL
LA
SI
262
294
330
349
392
440
494
1°) A partir des documents indiquer les fréquences émises par une sirène de police.
2°) Si le son de chaque note est émis pendant une seconde, combien de motif sinusoïdaux comptera-t-on sur
l’oscillogramme pour chacune des notes ?
4°) En supposant que la sirène émet un son pur, qu’est-ce que cela signifie au niveau de son oscillogramme et de son
spectre en fréquence. Soyez précis sur le vocabulaire !
Quelle différence trouvera-t-on sur l’oscillogramme et sur le spectre en fréquence d’un instrument telle que la flûte
qui imiterait le son de la sirène ?
5°) Pourquoi ne peut-on pas imiter la sirène des pompiers avec un tambourin ?
Partie 2 : Le bruit des sirènes (2 points)
Document 3 On trouve sur un site de vente de sirènes le document ci-dessous.
Propriétés de la fonction logarithme
 y  log x  x  10
y
 log  a  b   log a  log b
1°) Calculer en dB, le niveau sonore de deux voitures de gendarmerie la nuit.
Donnée : Io = 10-12 W.m-2
Partie 3 Les propriétés des ondes dans le cas des sirènes (5 points)
Un véhicule muni d’une sirène est immobile.
La sirène retentit et émet un son de fréquence f=680 Hz. Le son émis à la date t=0 se propage dans l’air à la vitesse
c =340 m.s-1 à partir de la source (fig 1). On note λ la longueur d’onde correspondante.
La figure 2 représente le front d’onde à la date t=4T. (T étant la période temporelle de l’onde sonore).
Répondre par vrai ou faux aux affirmations suivantes en justifiant votre choix.
1°) Une onde mécanique se propage dans un milieu matériel avec transport de matière.
2°) La longueur d’onde est indépendante du milieu de propagation
3°) Un point M distant de la source d’une longueur égale à 51,0 m reproduit le mouvement de la source avec un
retard de  =1,5s
4°) Le front d’onde a parcouru d=1,5 m à la date t=3T.
5°) L’onde se réfléchit sur un obstacle situé à la distance d’=680m de la source. L’écho de l’onde revient à la source
2,0s après l’émission du signal.
Partie 4 Sirène et effet Doopler (7 points)
Le véhicule se déplace maintenant vers la droite à la vitesse v inférieure à c ;
La figure 3 représente le front de l’onde sonore à la date t = 4T
.
1°) Le véhicule se rapproche d’un observateur immobile. Pendant l’intervalle de temps T, le son parcourt la distance
λ. Pendant ce temps le véhicule parcourt la distance d=VT La longueur d’onde λ’ perçue par l’observateur à droite de
la source S a donc l’expression suivante λ’ = λ –VT
a) Rappeler la relation générale liant la vitesse de propagation, la longueur d’onde et la fréquence.
𝑐
b) En déduire que la relation permet d’écrire 𝑓 ′ = 𝑓. 𝑐−𝑣
f’ étant la fréquence perçue.
c) Le son perçu est-il plus grave ou plus aigu que le son d’origine? Justifier
𝑉
2°) On admet que l’expression approchée de la fréquence f’ est 𝑓 ′ = 𝑓 (1 + 𝐶 )
a) Donner l’expression de la vitesse d’un véhicule qui se rapproche de l’observateur.
b) Calculer en km.h-1 cette vitesse en sachant que ce dernier perçoit alors un son de fréquence f’=716 Hz