Étudier le son d'un piano - Exercice de synthèse

On s'intéresse au son produit par un piano. En appuyant sur une touche du clavier, le musicien actionne un petit marteau qui vient frapper une corde tendue dans le coffre de l'instrument.

Le son émis est enregistré à l'aide d'un microphone puis analysé dans un logiciel de traitement. L'image ci-dessous est une copie de l'écran du logiciel dans lequel une portion du signal a été sélectionnée. Cette sélection est représentée à l'aide d'une double flèche sur l'axe du temps, gradué en secondes. La partie basse de la fenêtre indique notamment la durée de la sélection. 

1. Indiquer par quel phénomène physique le piano produit du son. 

2. "Le signal étudié est périodique". Justifier cette affirmation. 

3. Rappeler la définition du mot "période" puis exploiter les données de la fenêtre du logiciel pour montrer que la période du signal étudié est environ égale à 2,3 ms. 

4. Calculer la valeur de la fréquence et exprimer le résultat en hertz. À quel domaine le son étudié appartient-il ?

5. Rappeler la valeur de la vitesse de propagation du son dans l'air à température ambiante. 

6. Calculer la durée de propagation du son entre le piano et un auditeur situé à 10 mètres. 

7. "Plus on est loin du piano, plus on entend la musique avec du retard" : justifier cette affirmation.