| 1ère corde nylon | Mi (chanterelle) |
| 2ème corde nylon | Si |
| 3ème corde nylon | Sol |
| 4ème corde acier | Ré |
| 5ème corde acier | La |
| 6ème corde acier | Mi1 (bourdon) |
Quelle est la forme de la corde à l’œil nu?
on observe un fuseau (la corde vibre transversalement très rapidement)
Quelle est la forme de la corde ?
arc de courbe
Quelle est sa fréquence de vibration ?
la fréquence de vibration est égale à la fréquence des éclairs du stroboscope quand la corde paraît immobile soit environ 4920 flashs par minute soit 4920 / 60 = 82 Hz
Observer le signal sonore. Quelle est la fréquence du son émis ?
f = 83 Hz fréquence de vibration
Le pincement de la
corde provoque la vibration de la corde.
Cette
vibration entraîne la vibration de la caisse et de l’air qu’elle
contient ( phénomène de résonance ).
Le
son émis par la guitare lors de ces vibrations libres a la même
fréquence que celles-ci.
Que se passe-t-il quand on augmente la fréquence du GBF ?
La corde vibre transversalement avec une faible amplitude.
On règle la fréquence du GBF de façon à obtenir un seul fuseau (amplitude maximale)L’observer à l’œil nu. Le schématiser.
Les extrémités du fuseau immobiles sont appelés nœuds de vibration ; le milieu du fuseau (amplitude maximale) correspond à un ventre de vibration.
Noter cette fréquence f1 du GBF. Placer les nœuds et ventres de vibration sur le schéma du fuseau.
Que
se passe-t-il quand on augmente la valeur de la fréquence au
delà de f1?
Pour certaines
valeurs de la fréquence, on observe des fuseaux.
Par exemple, quand
f = 2 f1
, on observe 2 fuseaux
quand
f = 3 f1 , on observe 3 fuseaux
Interpréter
Chaque système de fuseaux correspond à un mode propre de vibration du fil (certains points du fil vibrent avec une grande amplitude : on dit qu’il entre en résonance).
Chaque mode propre est
caractérisé par une
fréquence appelée fréquence
propre.
La fréquence propre la
plus faible (f1) définit le mode fondamental;
les fréquences propres
fk telles que fk =
k.f1
(avec k ∈ |N entier naturel) définissent les modes harmoniques.
L’ensemble des fréquences propres forme une suite discontinue (f1, f2, f3, …) : il y a quantification des fréquences des modes propres de vibration.
Qu’observe-t-on ?
Le fil se déforme.
Que se passe-t-il si on inverse le sens du courant ?
Si on inverse le sens du courant, la déformation est inversée
Explication :
Un
fil parcouru par un
courant i placé dans un champ magnétique 
subit
une force électromagnétique, appelée force de Laplace, 
perpendiculaire
au fil et à .
Le sens de cette force dépend du sens du courant.
Le sens de cette force vérifie la règle des 3 doigts :Qu’observe-t-on ? Interpréter.
Le fil se met à
vibrer transversalement; en effet, le courant étant
alternatif, il change de sens. La force de Laplace est alternativement
vers le haut et vers le bas.
L’aimant est placé au milieu du sonomètre. Pour quelle fréquence f1 a-t-on un niveau sonore maximum et observe-t-on 1 fuseau (mode fondamental) ?
f1 = 62 Hz
L’aimant est placé au quart du sonomètre. Pour quelle fréquence f2 a-t-on un niveau sonore maximum et observe-t-on 2 fuseaux ?
f2 = 124 Hz
L’aimant est placé au milieu du sonomètre. Pour quelle fréquence f3 a-t-on un niveau sonore maximum et observe-t-on 3 fuseaux ?
f3 = 184 Hz
Quelle relation peut-on écrire entre f2 et f1, entre f3 et f1 ?
f2 = 2 f1 et f3 = 3 f1
Quelle est la longueur lk d’un fuseau quand le fil de longueur L vibre à la fréquence fk ?
Quand le fil vibre à la fréquence fk, il présente k fuseaux identiques de longueur:
lk = L / k
Interpréter le signal sonore observé à l’oscilloscope quand le fil est pincé.
Le signal observé est périodique, mais il n’est pas sinusoïdal..
Explication : quand la corde est pincée, elle vibre selon tous ses modes propres simultanément.
Donc, le son émis est la superposition du fondamental et de tous les harmoniques ( = superposition de plusieurs sinusoïdes de fréquences multiples de celle du fondamental ).
Au total, la fréquence du son produit est égale à celle du mode fondamental f1.
Quels facteurs peuvent influencer un son ou la fréquence du mode fondamental pour une corde?
La longueur de la corde, sa tension et sa nature (masse linéïque)
Faire varier la fréquence du GBF et repérer, à l’oscilloscope, celles pour lesquelles le son produit est le plus intense (la colonne d’air dans le tube est en résonance).
Le tube n’émet un son
que pour certaines fréquences d’excitation :
f1
= …….. Hz ; f2 = ……..
Hz ; f3
= …….. Hz ; ….
f1 est la fréquence du mode
fondamental ;f2, f3,
… sont les fréquences des harmoniques.
Quelle relation peut-on écrire entre ces fréquences ?
f2 = 2 f1 et f3 = 3 f1
Interpréter.
Une colonne d’air excitée par une vibration sinusoïdale présente un phénomène de résonance pour certaines fréquences : ce sont les fréquences des modes propres de vibration de cette colonne d’air. Ces fréquences sont quantifiées.
Quel facteur influe sur le son produit ou la fréquence du mode fondamental ?
Le son produit ou la fréquence du mode fondamental dépendent de la longueur de la colonne d’air : la fréquence du mode fondamental augmente (son plus aigu) quand la colonne d’air diminue.
