16/10/2002 devoir n°1 - correction ts - Bougaud-free

16/10/2002
DEVOIR N°1 - CORRECTION
TS
I. Le son : caractéristiques et niveau sonore
1. Déterminer la célérité de l'onde sonore
1.1. On appelle onde mécanique progressive le phénomène de propagation d'une perturbation dans un milieu
matériel sans transport de matière.
1.2. À l’aide des courbes obtenues, on peut mesurer la célérité de l’onde sonore en connaissant la distance
parcourue par l’onde (on connaît la distance entre les microphones) et la durée mise par l’onde pour
parcourir cette distance (on peut déterminer ce retard sur les enregistrements).
MM
2,00
1.3. Pour la distance M1M2 : vA = 1 2 =
= 330 m.s-1.
tA
(0,008 – 0,002)
MM
3,00
Pour la distance M2M3 : vB = 2 3 =
= 330 m.s-1.
tB
(0,017 – 0,008)
1.4. Les résultats obtenus sont cohérents. On a vA = vB
2. Attention à vos oreilles
2.1.
2.1.1 La longueur d’onde λ est la distance parcourue par l’onde pendant une période T.
OU la longueur d’onde λ est la distance minimale séparant deux points en phase.
2.1.2 λ = v × T
2.1.3 Le timbre d’un son dépend de la forme du signal.
La hauteur d’un son dépend de sa fréquence fondamentale
2.2.
2.2.1 On détermine la durée ∆t de n périodes (avec n le plus grand possible), ainsi on peut exprimer la
∆t
1 n
8
puis la fréquence f = = . On prend 8 périodes f =
= 8,8×102 Hz
n
T ∆t
(10,1-1,0) ×10-3
2.2.2 Harmonique de rang 2 : f2 = 2×f, soit f2 =17,6×102 Hz, on ne conserve que deux chiffres significatifs
alors f2 ≈ 1,8×103 Hz. Harmonique de rang 3 : f3 = 3×f soit f3 = 26,4×102 Hz ≈ 2,6×103 Hz.
2.2.3 Le son de la flûte a des harmoniques c’est donc un son complexe.
période T =
2.3.
2.3.1 Seul le bouchon moulé respecte le critère de l’atténuation inférieure à 25 dBA.
Pour le bouchon en mousse l’atténuation est plus grande pour les sons de fréquence supérieure à
2000 Hz, celui-ci atténue davantage les sons aigus.
Ce bouchon laisse mieux passer les sons graves donnant la sensation d’un son sourd.
2.4.
2.4.1 Le bouchon en mousse ne modifie pas la fréquence du fondamental, ainsi la hauteur n’est pas
modifiée. Par contre, il modifie le timbre car le spectre en fréquence (figure 5) est différent de
celui de la flûte seule (figure 4).
Le bouchon en silicone, ne modifie pas le timbre, ni la hauteur du son. En effet les spectres en
fréquence des figures 4 et 6 sont identiques.
2.4.2 La qualité du son est caractérisée par la hauteur et le timbre. Ces deux caractéristiques n’étant pas
altérées, la qualité du son est conservée.
2.5.
I
1,0 × 10-2
) = 1,0 × 102 dBA = 100 dBA
I0
1,0 × 10-12
2.5.2 D’après la figure 3, l’atténuation du bouchon en silicone varie entre 20 dBA et 25 dBA.
Le batteur est alors soumis à un niveau sonore compris entre 75 et 80 dBA, soit en dessous du seuil
de nocivité de 85 dBA. Ses facultés auditives ne sont pas altérées au cours du concert.
II. Le thymol et le bleu de bromothymol
1. Un produit naturel odorant
1.1. Le groupe hydroxyle OH.
1.2. Il s’agit de la fonction alcool.
2. Spectres infrarouges du thymol
2.1. La bande caractéristique correspondant à la vibration de la liaison O-H se situe vers 3 200-3 500 cm–1.
2.2. Dans le thymol pur, il y a création de liaisons hydrogène et l’on a une bande large correspondant à la liaison
O-H vers 3 200-3 500 cm–1. Par dilution, ces liaisons hydrogène disparaissent et la bande est fine vers 3 6003 700 cm–1.
2.5.1 L = 10 log( ) = 10 log(
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2.3. Le nombre d’onde σ est l’inverse de la longueur d’onde λ.
1
1
1
-4
-6
soit λ = =
-1 = 3,3 × 10 cm = 3,3 × 10 m = 3,3 µm
λ
σ (3000 cm )
Le bleu de bromothymol
3.1. Pour la forme acide, le maximum d’absorption est dans le bleu (λmax=440 nm). La couleur observée est
jaune.
3.2. Pour la forme basique, le maximum d’absorption est dans le rouge (λmax = 630 nm) : elle apparaît cyan.
Représentation topologique et nomenclature des molécules
a : C5H10 ; b : C6H12O2 ; c : C6H12O2 ; d : C4H9NO ; e : C4H8 ; f : C4H8
Deux molécules sont isomères si elles ont même formule brute mais une formule développée différente
Les molécules b et c sont isomères de même que les molécules e et f.
Entourer et nommer le groupe caractéristique de chaque molécule
σ=
3.
III.
1)
2)
3)
alcène
O
ester
O
c
b
a
OH
O
groupe carboxyle
O
e
f
d
H2N
groupe amide
alcène
alcène
1.1
1.2
1.3
1.4
2.1.1
2.1.2
2.1.3
I 2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.3.1
2.4.1
2.4.2
2.5.1
2.5.2
1.1
1.2
2.1
II 2.2
2.3
3.1
3.2
1
2
III
3
4
4) a : méthylbut-2-ène (ou 2-méthylbut-2-ène) ;
b : 2-méthylbutanoate de méthyle ;
c : acide éthylbutanoïque ;
d : butanamide ;
e : (Z)-but-2-ène ;
f : (E)-but-2-ène
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
CHS-U
2
2
3
2
2
3
/24
2
2
CHS-U
/8
2
2
2
2
/8
TOTAL : ............ /40
NOTE : ............ /20
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