propagation du son

[invite31253240]

Bonjour,
J'ai beaucoup de questions à propos du son qui me taraudent.

1) Lorsqu'on souffle sur sa main (ou ses pieds ^^) on ne le sent presque pas : je crois que cela est dû à l'amortissement de l'air. Ce qui m'étonne c'est la "grandeur" de ce coef : comment ce fait il qu'un son puisse se propager sur des dizaines voire centaines de mètres avec un amortissement si important ? Est-ce que l'amortissement varie en fonction de la fréquence du signal sonore ?

2) Je sais que le son est une onde longitudinale. Est-ce que qqn pourrait m'en dire plus à propos des échanges énergétiques entres les couches d'air (pour comprendre comment l'onde avance) svp ? Et plus précisément entre la membrane d'une enceinte et l'air au contact de l'enceinte (production du son) ?

3) Enfin si vous avez des sites internet ou des livres où je serais susceptible de trouver des infos là dessus je suis preneur.

Merci de vortre aide.

PS : je suis en prépa donc plus il y aura d'équations plus je serais content.
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[LPFR]

Bonjour.
Je joins un chapitre concernant les ondes sonores. Vous y trouverez des formules, mais j'espère que vous apprécierez les explications qui vont avec.
Au revoir.

Modérateur: C'est moi l'auteur. Pas des droits.

[invite31253240]

OK. Merci beaucoup c'est exactement ce que je cherchais.
Reste plus qu'à potasser tout ça.

[invite31253240]

LPFR je suis vraiment très impressionné par le travail que tu as fait : c'est vraiment excellent.
Est-ce que tu pourrais mettre les autres chapitres (si ça ne te dérange pas) parce que c'est vraiment très intéressant et très bien écrit.
En tout cas merci beaucoup.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Heureux que ça vous ai plu.
Je vous envoi les autres.
Mais le modérateur risque de se fâcher avec tant des fichiers PFD à valider.
Au revoir.

Modérateur: Désolé pour les fichiers multiples, mais de toute façon ils dépasseraient la taille s'ils étaient fusionnés. Pas de droits, c'est moi l'auteur.

[LPFR]

Modérateur: Ce sont les derniers de la série. Promis. Pas de droits, c'est moi l'auteur.

[invite31253240]

Super, merci beaucoup.

J'ai encore quelques questions.

1) Si j'ai bien compris :
"vitesse du son dans un solide" = "vitesse de propagation des ondes mécaniques dans ce solide" ?

2) D'après la définition du module de young (dont dépend la vitesse de propagation du son dans une barre) est-ce que ça signifie que la vitesse du son est plus élevée dans une petite barre que dans une grande (d'où la différence de note) ?

3) Lorsqu'on regarde la membrane d'une enceinte qui produit un son d'environ 60dB, on peut la voir vibrer à l'oeil nu, donc elle a une amplitude d'environ 0,05mm. Or après calcul l'amplitude devrait être de l'ordre de 10^-8m ce qui est très inférieur. J'en conclus que toute l'énergie de mouvement de la membrane n'est pas retransmise à l'air à cause de "l'écoulement de l'air" sur la membrane. Ainsi est il possible (et surtout comment) de calculer l'amplitude réelle nécessaire pour produire un son d'intensité I en tenant compte de cet écoulement ?

4) Dans le doc sur le son, vous considérez que le son se propage longitudinalement dans un solide, mais n'y a-t-il pas aussi une propagation sous formes d'ondes longitudinales ?

Merci pour vos réponses précieuses.

[LPFR]

Re.
1- Oui.
2- Le module de Young donne la vitesse de propagation dans une barre dont les dimensions latérales sont petites comparées à la longueur d'onde dans la barre. Si la condition n'est pas satisfaite, c'est le module de compressibilité.
Comme c'est plus facile "d'écraser" une barre" qui augmente se dimension latérales, la vitesse du son dabs une barre est plus faible que dans un volume (ou barre très large).
3- Ça dépend de la fréquence.
4- Oui (transversales). Dans le chapitre 4.
A+

[invite31253240]

1) merci.
2) …il faut que je réfléchisse à cela…
3) Oui plus là fréquence est élevée moins il y aura d'écoulements. Mais justement comment tenir compte de ces écoulements en fonction de la fréquence et tout et tout ? Est ce très difficile si l'on considère une membrane rectangulaire (plane) ?
4) oui je voulais dire transversales.

[LPFR]

Re.
2- Prenez une grosse gomme. Si vous l'écrasez, en appuyant sur les extrémités, elle augmente de dimensions latérales en gardant, grosso modo, le même volume total. Maintenant, imaginez que vous la mettez dans un étui en fer qui lui empêche de grossir latéralement. Si vous essayez de la comprimer, vous aurez beaucoup plus de mal, car cette fois il faudra que vous diminuiez le volume total de la gomme. Dans le premier cas c'est le module de Young et une barre et dans le second c'est le module de compressibilité et le son dans la masse.
3- Vous pouvez faire les calculs comme ceux des exemples de la page 5-9. Mais si vous avez une certaine puissance au niveau d'une plaque ou d'un cône de haut-parleur, ce calcul vous donnera le déplacement du cône du haut-parleur. Par la suite il faut voir comme se propage le son autour.
En première approximation, vous pouvez supposer que la puissance se distribue uniformément sur la surface d'une demi-sphère centrée sur le haut parleur. Et je ne pense pas que sa vaille la peine de faire de calculs plus précis, car trop de paramètres difficiles à chiffrer entrent en jeu (dimensions du baffle, son venant de l'arrière du baffle, réflexion sur d'autres surfaces, etc.).
A+

[invite31253240]

Ok. je vais essayer de calculer tout ça.

Une dernière question qu'est-ce qui fait que quand on frappe une petite lame d'un vibraphone (ou d'un xylophone), le son est plus aigu que si on frappe sur une lame plus longue (alors qu'elle sont faite du même alliage) ?

[LPFR]

Re.
Je vous répondrai demain. Je ferme boutique pour aujourd'hui.
A+

[LPFR]

Bonjour.
Les calcul de modes propres d'oscillation des objets tels que le vibraphone ne sont pas trop compliqués, sauf que leur solution est un peu tordue (les fréquences de résonance sont des zéros d'une fonction de Bessel, si mes souvenirs sont bons). Mais on peut comprendre, sans calculs, pourquoi une lame courte oscille plus vite qu'une lame longue. Imaginez qu'une lame a une extrémité fixe (dans un étau, par exemple). Quand vous pliez la lame, le couple de redressement (qui, pour une même courbure, est le même pour toutes le longeurs) doit ramener vers la position d'équilibre une masse plus grande et située à une distance plus grande. Donc, il met plus de temps et sa fréquence est plus faible.
Le mode d'oscillation de la lame est sélectionné par la façon dont elle est tenue. L'endroit de fixation impose des minima d'amplitude. Le mode fondamental à un maximum au centre et aux extrémités.
Au revoir.

[invite31253240]

Merci pour vos réponses intéressantes.
Par hasard est-ce que vous n'auriez pas de la doc sur la mécanique des fluides compressibles car j'ai trouvé plein de cours sur les fluides incompressibles, mais ça ne m'intéresse pas (dans le cadre de mon TIPE).
Plus précisément je cherche à mettre en équation un écoulement le long d'une pale.
(mon TIPE traite de la production de son grâce à des pales en rotation).
Merci de votre aide.

[LPFR]

Bonjour.
En réalité tous les fluides sont compressibles. Les gaz beaucoup, et les liquides très peu.
Mais la mécanique des fluides compressibles (dont je ne connais pas grand chose), est très compliquée. Au point que pour certains calculs on divise le processus (dans une turbine, par exemple) en une suite de processus avec le fluide incompressible.
Mais ce n'est pas dans mes cordes et je ne peux pas vous aider.
Au revoir.

[invite31253240]

Ok merci quand même. Je sens que je vais devoir faire de belles approximations alors…
En tout cas je pense que je vais m'inspirer de votre demo de la vitesse du son car elle traite l'air comme un fluide compressible, donc il y a moyen que j'aboutisse à quelque chose d'intéressant.
Merci.