--- title: "Les sons autour de nous" book: "Physique du primaire et du collège" subject: physics language: fr chapter: 19 exercises: 11 source: https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/19-les-sons-autour-de-nous --- # Chapitre 19 — Les sons autour de nous Fredonne ta chanson préférée — et, pendant que tu fredonnes, pose doucement deux doigts sur le devant de ta gorge. Tu sens ce tremblement ? Tu viens de toucher un [son](#def-g3-sound-around-us-sound) sur son lieu de naissance. Chaque voix, chaque tambour, chaque porte qui grince fabrique son son exactement de la même façon, et ce chapitre part à la chasse au truc. ## 19.1 Où naissent les sons **Définition 19.1 (Vibration).** Une *vibration* est un tremblement très rapide — un mouvement de va-et-vient répété de nombreuses fois par seconde, souvent trop vite pour que l’œil le suive. Une corde de guitare pincée vibre : tu ne vois qu’un flou, mais le bout de ton doigt sent le bourdonnement. **Définition 19.2 (Son).** Un *son* est ce que nous entendons quand un objet vibre et que son tremblement voyage dans l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) jusqu’à nos oreilles. L’objet qui vibre est la *source* du son — une corde, une peau de tambour, une cloche, ta propre gorge. **Méthode 19.3 (Faire danser le riz).** Pour *voir* naître un [son](#def-g3-sound-around-us-sound) : 1. éparpiller quelques grains de riz sur la peau d’un tambour (ou sur le couvercle en plastique d’une boîte, ou sur une peau de ballon tendue) ; 2. frapper la peau près des grains — boum : les grains sautent ! 3. maintenant, se contenter de *crier* vers la peau, de tout près : les grains tremblent de nouveau, sans être touchés. La peau vibre chaque fois qu’elle sonne — et même un [son](#def-g3-sound-around-us-sound) venu de ta bouche la fait trembler. ![Un vrai tambour pour l’expérience du riz : la peau blanche est la partie qui tremble. Éparpille quelques grains dessus, frappe à côté d’eux — une peau qui sonne est une peau qui tremble, et le riz danse pour le prouver. Photo : Vladimir Morozov, CC BY 2.0.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-sound-around-us/img-ef3708c3dbca.jpg) *Un vrai tambour pour l’expérience du riz : la peau blanche est la partie qui tremble. Éparpille quelques grains dessus, frappe à côté d’eux — une peau qui sonne est une peau qui tremble, et le riz danse pour le prouver. *Photo : Vladimir Morozov, CC BY 2.0.** **Proposition 19.4 (Pas de vibration, pas de son).** Tout son vient d’une [vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration) — et quand la [vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration) s’arrête, le [son](#def-g3-sound-around-us-sound) s’arrête avec elle, instantanément. Frappe une cymbale et laisse-la résonner ; puis saisis-la fermement à deux mains : le silence, à l’instant même où ta poigne arrête le tremblement. **Exemple 19.5 (Des sources de son partout).** Pars à la chasse à la [vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration) derrière chaque son : la guitare — les cordes pincées tremblent ; le tambour — la peau frappée tremble ; ta voix — deux petits replis de ta gorge tremblent quand l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) de tes poumons file entre eux (c’est le bourdonnement que tes doigts ont senti) ; la mouche qui bourdonne — ses ailes tremblent des centaines de fois par seconde ; la porte claquée — toute la porte et son cadre frémissent un instant. ## 19.2 Fort et faible, aigu et grave **Exemple 19.6 (Fort, c’est un grand tremblement).** Pince doucement un élastique tendu : un petit flou, un [son](#def-g3-sound-around-us-sound) faible. Pince-le fort : un large flou, un [son](#def-g3-sound-around-us-sound) fort. Plus la source tremble fort — plus son va-et-vient est ample — plus le [son](#def-g3-sound-around-us-sound) est *fort*. Observe aussi les grains de riz : une petite tape les fait frissonner, un boum puissant les projette en l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air). **Exemple 19.7 (Aigu et grave).** Tends un élastique sur une boîte ouverte et pince-le ; puis pince-le en son milieu et fais vibrer la moitié la plus courte : le [son](#def-g3-sound-around-us-sound) devient plus *aigu*, comme un pépiement d’oiseau. Ce qui est court, tendu et fin tremble plus vite et chante aigu ; ce qui est long, lâche et épais tremble plus lentement et chante grave. Voilà pourquoi la petite flûte pépie et le gros tuba gronde — et pourquoi la corde la plus fine de la guitare est celle qui chante le plus aigu. ![La guitare en élastique : l’élastique entier oscille le plus largement en son milieu, retenu à ses deux bouts, et chante grave ; la moitié pincée, plus courte, tremble plus vite et chante plus aigu.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-sound-around-us/fig-189c110e57d3.svg) *La guitare en élastique : l’élastique entier oscille le plus largement en son milieu, retenu à ses deux bouts, et chante grave ; la moitié pincée, plus courte, tremble plus vite et chante plus aigu.* **Remarque 19.8 (Protège le petit tambour de ton oreille).** Au fond de ton oreille, une minuscule peau — plus fine que du papier — tremble à chaque son qui arrive, exactement comme le tambour aux grains de riz. Les [sons](#def-g3-sound-around-us-sound) trop forts la secouent trop violemment : une musique très forte, des machines, des feux d’artifice peuvent l’abîmer pour toujours, et elle ne repousse pas. Bouche-toi les oreilles près d’un bruit fort, et ne crie jamais dans l’oreille de quelqu’un — les oreilles n’ont pas de paupières. ## 19.3 De la source à l’oreille **Exemple 19.9 (Le voyage d’un applaudissement).** Un camarade tape dans ses mains à l’autre bout de la cour. Le claquement fait trembler l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) ; le tremblement s’étale dans l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) dans toutes les directions, comme les ronds autour d’un caillou jeté dans un étang ; une partie atteint ton oreille et fait trembler sa petite peau — et tu entends le claquement. Source, voyage, oreille : tous les [sons](#def-g3-sound-around-us-sound) que tu as entendus dans ta vie ont fait ce trajet. À quelle vitesse se fait le voyage, et qu’est-ce qu’il peut traverser ? Le chapitre sur le [son](#def-g3-sound-around-us-sound) de l’an prochain s’attaque exactement à ces questions. ## 19.4 Exercices **Exercice 19.1 ★.** Qu’est-ce qu’une [vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration) ? Nomme la partie qui vibre dans : une guitare ; un tambour ; ta voix ; une mouche qui bourdonne. **Solution de Exercice 19.1.** Un tremblement de va-et-vient très rapide. Guitare : la corde pincée. Tambour : la peau frappée. Voix : les deux petits replis de la gorge. Mouche : ses ailes qui battent. **Exercice 19.2 ★.** Dans l’expérience du riz, que prouvent les grains qui sautent au sujet d’une peau de tambour qui sonne ? **Solution de Exercice 19.2.** Qu’une peau qui sonne est une peau qui tremble : les grains sautent parce que la peau sous eux monte et descend très vite — même lorsque c’est un simple cri, et non un contact, qui la met en branle. **Exercice 19.3 ★.** Pourquoi saisir une cymbale qui résonne la fait-il taire aussitôt ? Quelle loi du chapitre est à l’œuvre ? **Solution de Exercice 19.3.** La poigne arrête le tremblement de la cymbale, et pas de [vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration) signifie pas de son — la loi « pas de [vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration), pas de son ». **Exercice 19.4 ★.** Pour que l’élastique sonne plus *fort*, que changes-tu à ton pincement ? À quoi ressemble alors le flou de l’élastique ? **Solution de Exercice 19.4.** Pincer plus fort : l’élastique oscille plus largement — un flou plus large — et le [son](#def-g3-sound-around-us-sound) est plus fort. Plus grand tremblement, plus grand son. **Exercice 19.5 ★.** Qu’est-ce qui chante le plus aigu : la moitié courte pincée ou l’élastique entier ? La petite flûte ou le gros tuba ? La corde la plus fine ou la plus épaisse de la guitare ? **Solution de Exercice 19.5.** La moitié courte pincée ; la petite flûte ; la corde la plus fine. Ce qui est court, petit et fin tremble plus vite et chante plus aigu. **Exercice 19.6 ★.** Fredonne avec les doigts sur la gorge, puis arrête de fredonner. Que sentent tes doigts, et à quel moment exactement la sensation s’arrête-t-elle ? **Solution de Exercice 19.6.** Ils sentent un bourdonnement — les replis de la gorge qui vibrent. Le bourdonnement s’arrête à l’instant où le fredonnement s’arrête : pas de [vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration), pas de son. **Exercice 19.7 ★.** Raconte en trois étapes le voyage d’un claquement de mains, des mains de ton camarade jusqu’à ton oreille. **Solution de Exercice 19.7.** Les mains qui claquent font trembler l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) ; le tremblement se répand dans l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) comme les ronds sur un étang ; il atteint l’oreille et fait trembler sa petite peau — et le claquement est entendu. **Exercice 19.8 ★.** Pourquoi faut-il tenir les [sons](#def-g3-sound-around-us-sound) très forts loin des oreilles ? Quel minuscule élément de l’oreille est en danger, et à quoi ressemble-t-il, dans ce chapitre ? **Solution de Exercice 19.8.** Les [sons](#def-g3-sound-around-us-sound) très forts secouent la minuscule peau de l’oreille — le tambour à grains de riz de l’oreille, plus fin que du papier — assez violemment pour l’abîmer pour toujours ; elle ne repousse jamais. **Exercice 19.9 ★.** Le peigne d’une boîte à musique a des dents de longueurs différentes. Quelles dents jouent les notes aiguës et lesquelles les notes graves ? Réponds avec la règle de [Exemple 19.7](#ex-g3-sound-around-us-pitch). **Solution de Exercice 19.9.** Les dents courtes jouent les notes aiguës, les dents longues les notes graves : ce qui est court tremble plus vite et chante plus aigu. **Exercice 19.10 ★★.** Verse de l’eau dans une bouteille en verre et souffle en travers du goulot : un hululement ! Ajoute de l’eau et souffle de nouveau : le hululement devient plus aigu. Qu’est-ce qui tremble pour produire ce [son](#def-g3-sound-around-us-sound) — le verre, l’eau, ou l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) à l’intérieur ? Sers-toi de la règle « court, donc aigu » pour défendre ta réponse. **Solution de Exercice 19.10.** C’est l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) à l’intérieur de la bouteille qui tremble — ton souffle le fait frissonner. Ajouter de l’eau laisse une colonne d’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) *plus courte* au-dessus de l’eau, et ce qui est court chante aigu : voilà pourquoi le hululement monte. Si le verre lui-même était le chanteur, ajouter de l’eau ne changerait presque pas la note. **Exercice 19.11 ★★.** Maya dit : « Quand la télévision est en sourdine, l’écran bouge quand même — le mouvement tout seul doit donc faire du [son](#def-g3-sound-around-us-sound). » Sers-toi de [Définition 19.2](#def-g3-sound-around-us-sound) et de l’expérience du riz pour expliquer quel genre de mouvement fabrique du [son](#def-g3-sound-around-us-sound), et pourquoi les images d’un écran n’en font aucun. **Solution de Exercice 19.11.** Le [son](#def-g3-sound-around-us-sound) a besoin d’une *[vibration](#def-g3-sound-around-us-vibration)* : un tremblement de va-et-vient assez rapide pour secouer l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air), comme la peau de tambour qui faisait danser le riz. Les images d’un écran en sourdine changent, mais rien là-dedans ne fait trembler l’[air](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/10-lair-autour-de-nous#def-g2-air-around-us-air) — des couleurs qui changent ne secouent rien, et il n’y a donc rien qu’une oreille puisse attraper.