Conception : Marie-Hélène Fournier

Dans cette activité, les élèves découvriront la nature du son : Comment est-il produit ? Comment se déplace-t-il ? Sous quelle forme et dans quelles conditions voyage-t-il ?

Objectif principal :

  Découvrir la nature du son.

Démarche :

Premier défi : piquer la curiosité !
Faire effectuer le montage suivant par les élèves. Prendre une boîte de conserve vide ouverte à une extrémité et recouvrir cette extrémité avec un ballon dont on a coupé l'embout (on peut le faire tenir avec un élastique s'il ne tient pas tout seul). Mettre des grains de riz ou un peu de sable sur la membrane (ballon) et les faire bouger sans y toucher (ni avec les doigts, ni avec tout autre objet, ni en soufflant dessus) et sans déplacer ou pencher la boîte de conserve. On peut cependant toucher la membrane ou la table où est déposée la boîte de conserve. Les élèves devront ensuite indiquer comment ils sont arrivés à faire bouger le riz ou le sable et tenter d'expliquer pourquoi leur méthode fonctionne.

Deuxième défi : vibration, onde et son
Chaque équipe de deux élèves a à sa disposition une planchette de bois avec des élastiques plus ou moins tendus entre des paires de clous tel qu'illustré ci-dessous.

Ils auront aussi à leur disposition une feuille d'observation et de réflexion (disponible plus loin) qu'ils devront remplir grâce aux manipulations et aux observations qu'ils feront avec leur planchette.

Démonstration
L'enseignant peut ensuite faire une démonstration très simple pour illustrer le déplacement des ondes. Voici la façon de procéder :
Remplir un bol transparent d'eau et le déposer sur un rétroprojecteur. Frapper un diapason sur une surface sourde et assez molle (les pages d'un gros livre par exemple) et le tremper ensuite dans l'eau. On verra très bien le déplacement ondulatoire de l'eau.

Troisième défi : le casse-tête
Les élèves discuteront ensuite en équipe de quatre afin de tenter de répondre à une série de questions (disponible plus loin). On reprendra ensuite cette discussion en plénière.

Bibliographie

http://www.inrp.fr/lamap/activites/insights/son/sequences/
 
 
 

Feuille d'observation et de réflexion

Que devez-vous faire pour produire un son ?
 
 
 
 
 

Que fait l'élastique qui produit un son ?
 
 
 
 
 

Dessinez le mouvement que produit l'élastique de part et d'autre de sa position d'équilibre.
 
 
 
 
 
 
 
 

La forme de la courbe que vous avez dessinée ressemble-t-elle à une fonction mathématique connue ? Si oui, nommez cette fonction.
 
 
 

Tracez cette fonction mathématique.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Identifiez la période sur votre graphique.
 

Identifiez l'amplitude sur votre graphique.
 

L'élastique réagit-il de la même façon si on tire doucement ou fort dessus ? Expliquez.
 
 
 
 
 

Quelle relation voyez-vous entre la vibration et le son que produisent des élastiques ?
 
 
 
 
 

Comparez les vibrations pour les sons faibles et forts.
 
 
 
 
 

Comparez les vibrations pour les sons aigus et graves.
 
 
 
 
 

Définissez le son dans vos mots.
 
 
 
 
 

Définissez une onde dans vos mots.
 
 
 
 
 

Comment le son se déplace-t-il dans l'air ?
 
 
 
 
 

Le son a-t-il besoin d'un « support » pour se déplacer ou peut-il au contraire se déplacer dans le vide ? Pourquoi ?
 
 
 
 
 
 

Casse-tête

Si l'amplitude d'un son est plus grande que celle d'un autre, ce premier son se déplace-t-il nécessairement plus rapidement que le second ? Expliquez.
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Trois enfants jouent dans un parc. Ils sont placés en ligne : Éric et Julie se situent chacun à une extrémité de la ligne et Isabelle est placée exactement au centre, à égale distance d'Éric et de Julie. Ces derniers parlent à Isabelle exactement au même moment, mais Éric parle plus fort que Julie.

a) Faites le schéma de la situation.
 
 
 
 
 

b) Isabelle entendra-t-elle la voix d'Éric avant celle de Julie ? Expliquez.
 
 
 
 
 
 

Jean-Philippe et Mathieu sont tous deux à la même distance de Chistian et ils lui parlent aussi fort l'un que l'autre. Cependant, Mathieu parle dans un tuyau creux et non Jean-Philippe.

a) La voix de Mathieu parviendra-t-elle plus rapidement à Christian que la voix de Jean-Philippe ? Expliquez.
 
 
 
 
 

b) La voix de Mathieu sera-t-elle plus forte que la voix de Jean-Philippe ? Expliquez.
 
 
 
 
 
 

Éric, Julie et Isabelle sont encore placés comme tout à l'heure dans le parc. Éric se met à chanter.

a) La voix qu'entend Isabelle sera-t-elle plus forte, de même intensité ou moins forte que la voix qu'entend Julie ? Expliquez.
 
 
 
 
 

b) Le temps que le son met à se rendre d'Éric à Isabelle sera-t-il plus petit, plus grand ou égal à celui que le son mettra pour se rendre d'Isabelle à Julie ? Expliquez.
 
 
 
 
 
 

Un astronaute à la voix très puissante se trouve sur la Lune. Il crie de toutes ses forces. Son collègue qui se trouve en orbite l'entend-il ? Expliquez.