Contenus à projeter
CHAPITRE X2 : Le son et les ondes sonores
Activité 06 : Exercices de consolidation
Exercice 01 : Des signaux aux XXIème siècle.
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Document 1 : Fréquences des différents signaux utilisables
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Document 2 : Le détecteur de portable du professeur de physique
Cet appareil détecte via les ondes de fréquences comprises entre 900 MHz et 2100 MHz : les télécommunications reçues et envoyées, les messages reçus et envoyés.
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Problématique : Quelles sont les solutions qui permettent de communiquer sans être repéré par le professeur ?
Rappel : Les préfixes des systèmes d’unités.
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Préfixe |
Nombre correspondant |
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Nom |
Symbole |
Puissance de 10 |
Ecriture décimale |
Nom du nombre |
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1 000 000 000 |
Milliard |
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1 000 000 |
Million |
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. . . . . . . . . |
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1 000 |
Millier |
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100 |
Centaine |
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10 |
Dizaine |
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(aucun) |
— |
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1 |
Unité |
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. . . . . . . . . |
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0,1 |
Dixième |
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. . . . . . . . . |
. . . . . . . . . |
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0,01 |
Centième |
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. . . . . . . . . |
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0,001 |
Millième |
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. . . . . . . . . |
. . . . . . . . . |
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0,000 001 |
Millionième |
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. . . . . . . . . |
. . . . . . . . . |
0,000 000 001 |
Milliardième |
Tableau réponses
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Nature des signaux |
Fréquences |
Fréquences convertie |
Notations scientifiques |
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téléphonie mobile |
0,9 et 1,8 GHz |
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wifi |
2 400 000 kHz |
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3G |
entre 1885 Mhz et 2025 Mhz |
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Radio |
446 MHz |
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onde EM détectables |
900 MHz et 2100 MHz |
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Exercice 02 : Du Soleil à Neptune
La lumière met 4h12min pour aller du Soleil à Neptune, planète la plus éloignée du Système Solaire. Calculer la distance Soleil-Neptune en km.
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Données :
v = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
t = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formule à utiliser : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
AN : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercice 03 : La galaxie d’Andromède
La galaxie d’Andromède est située à environ 2,3×1019 km de la Terre. Calculer le temps que met la lumière pour venir d’Andromède. Exprimer le résultat en s puis en années.
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Données :
v = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
d = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formule à utiliser : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
AN : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exercice 04 : La galaxie d’Andromède
- Alkaïd, une des étoiles de la Grande Ourse est située à 9,4608 × 1014 km de la Terre. Calculer le temps que met la lumière pour nous parvenir. Exprimer le résultat en s puis en années.
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Données :
v = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
d = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formule à utiliser : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
AN : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Dans quelle autre unité aurait-on pu mesurer cette distance ?
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Exercice 05 : La fibre optique
La lumière parcourt 900 km dans une fibre optique en verre en 4,5 × 10-3 s.
Calculer la vitesse de la lumière dans le verre.
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Données :
d = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
t = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formule à utiliser : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
AN : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CHAPITRE X2 : Le son et les ondes sonores
Activité 06 : Exercices de consolidation
Exercice 01 : Des signaux aux XXIème siècle.
|
Document 1 : Fréquences des différents signaux utilisables
|
Document 2 : Le détecteur de portable du professeur de physique
Cet appareil détecte via les ondes de fréquences comprises entre 900 MHz et 2100 MHz : les télécommunications reçues et envoyées, les messages reçus et envoyés.
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Problématique : Quelles sont les solutions qui permettent de communiquer sans être repéré par le professeur ?
Rappel : Les préfixes des systèmes d’unités.
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Préfixe |
Nombre correspondant |
|||
|
Nom |
Symbole |
Puissance de 10 |
Ecriture décimale |
Nom du nombre |
|
Giga |
G |
109 |
1 000 000 000 |
Milliard |
|
Méga |
M |
106 |
1 000 000 |
Million |
|
Kilo |
k |
103 |
1 000 |
Millier |
|
Hecto |
h |
102 |
100 |
Centaine |
|
Déca |
da |
101 |
10 |
Dizaine |
|
(aucun) |
— |
100 |
1 |
Unité |
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Déci |
d |
10−1 |
0,1 |
Dixième |
|
Centi |
c |
10−2 |
0,01 |
Centième |
|
Milli |
m |
10−3 |
0,001 |
Millième |
|
Micro |
µ |
10−6 |
0,000 001 |
Millionième |
|
Nano |
n |
10−9 |
0,000 000 001 |
Milliardième |
Les fréquences des ondes porteuses des signaux des appareils des élèves :
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Nature des signaux |
Fréquences |
Fréquences convertie |
Notations scientifiques |
|
téléphonie mobile |
0,9 et 1,8 GHz |
900 MHz et 1 800 MHz |
9 × 102 MHz et 1,8 × 103 MHz |
|
wifi |
2 400 000 000 Hz |
2 400 MHz |
2,4 × 103 MHz |
|
3G |
entre 1885 Mhz et 2025 Mhz |
|
1,885 × 103 MHz et 2,025 × 103 MHz |
|
Radio |
446 MHz |
|
4,46 × 102 MHz |
|
onde EM détectables |
900 MHz et 2100 MHz |
|
9 × 102 MHz et 2,1 × 103 MHz |
Exercice 02 : Du Soleil à Neptune
La lumière met 4h12min pour aller du Soleil à Neptune, planète la plus éloignée du Système Solaire. Calculer la distance Soleil-Neptune en km.
On cherche une distance d en km.
Données :
v = 300 000 km/s
t = 4h12min = (4×3600)+(12×60) = 15 120 s
Formule à utiliser : v = d ÷ t soit d = v × t
AN : d = 300 000 × 15 120 = 4 536 000 000 = 4,536 ×109 km
Exercice 03 : La galaxie d’Andromède
La galaxie d’Andromède est située à environ 2,3×1019 km de la Terre. Calculer le temps que met la lumière pour venir d’Andromède. Exprimer le résultat en s puis en années.
On cherche un temps t en s
Données :
v = 300 000 km/s
d = 2,3×1019 km
Formule à utiliser : v = d ÷ t soit t = d ÷ v
AN : t = 300000 3,2 1019 × ≈ 7,7 × 1013 s ≈ 2,4 millions d’années (on trouve ce résultat en divisant le résultat en s par 365 puis par 24 puis par 3600, car dans un an, il y a 365 j puis dans 1 j, il y a 24 h et dans 1 h , il y a 3600s).
Exercice 04 : La galaxie d’Andromède
- Alkaïd, une des étoiles de la Grande Ourse est située à 9,4608 × 1014 km de la Terre. Calculer le temps que met la lumière pour nous parvenir. Exprimer le résultat en s puis en années.
On cherche un temps t en s
Données :
v = 300 000 km/s d = 9,408×1014 km
Formule à utiliser : v = d ÷ t soit t = d ÷ v
AN : t = 300000 ,9 4608 1014 × ≈ 3 153 600 000 s ≈ 100 ans (on trouve ce résultat en divisant le résultat en s par 365 puis par 24 puis par 3600, car dans un an, il y a 365 j puis dans 1 j, il y a 24 h et dans 1 h , il y a 3600s).
- Dans quelle autre unité aurait-on pu mesurer cette distance ?
On aurait pu mesurer cette distance en année-lumière et on peut donc dire que l’étoile Alkaïd est à 100 a.l. de la Terre.
Exercice 05 : La fibre optique
La lumière parcourt 900 km dans une fibre optique en verre en 4,5 × 10-3 s.
Calculer la vitesse de la lumière dans le verre.
On cherche une vitesse en km/s.
Données :
d = 900 km t = 4,5 ×10-3 s
Formule à utiliser : v = d ÷ t
AN : v = 900 ÷ 4,5 ×10-3 = 200 000 km/s