Troisième étape: fréquence propre d'un objet et mise en résonance de ce dernier

 

 Quels sont les effets des ondes sonores sur

un verre ?

 

Fréquence propre et  résonance d’un objet

 Chaque objet possède donc une fréquence propre à laquelle ses molécules vibrent de manière plus puissante… Mais alors, cela signifie que tout solide mis en contact d’un son ayant une fréquence similaire à la sienne subit une excitation telle qu’il entre en résonance si cette dernière est maintenue ! Autrement dit, les ondes sonores engendrent une telle vibration que les particules (molécules/atomes), vibrant trop, veulent s’échapper de la zone élastique de l’objet, comme des ondes sur l’eau qui s’étendent et s’étendent autour d’un point, sans limite.

Se trouvant toutefois dans un milieu fermé, cela conduit à la rupture du solide!

 Pour vérifier cette théorie, nous n’avons pas décidé de faire tout de suite une expérience avec un verre. Pour nous habituer au matériel mis à notre disposition,  nous avons décidé de commencer avec une corde de guitare aux extrémités fixes, possédant en son milieu un aimant en U. (voir le protocole de l'expérience)

   

Expérience avec une corde vibrante

Grâce au logiciel d’acquisition de son « Latis Pro » installé sur les ordinateurs du lycée, nous avons obtenu la courbe représentant le son émis par la corde après pincement. Puis, nous avons réalisé une analyse de Fourier pour déterminer avec exactitude la fréquence de résonance de la corde. Grâce à l’analyse de Fourier, on peut en effet mettre en évidence le spectre du son et ainsi la fréquence fondamentale (la plus basse) et ses harmoniques (multiples entiers de la fréquence fondamentale). La fréquence fondamentale représente la fréquence propre de la corde, à savoir dans notre cas 555Hz. Grâce à un GBF (Générateur Basse Fréquence), nous avons réussi à reproduire cette fréquence sur la corde qui s’est mise à chanter toute seule ! Que dis-je ? « chanter » ?, non, « vibrer » !! L’expérience avait réussi !

 Grâce à cette expérience, nous avons fait une observation qui mérite amplement d’être décrite. Lorsque la fréquence du GBF était de 555Hz, nous pouvions voir un fuseau.

 Fières de notre résultat, nous avons décidé de monter la fréquence à 1110Hz, soit au niveau du deuxième harmonique : le double de la fréquence propre. Deux fuseaux sont alors apparus.

 

Nous avons par la suite découvert que là où se rencontrent les fuseaux se trouve un nœud. A ce niveau, la corde ne vibre pas. L’endroit où la vibration est la plus importante se nomme un ventre.

 

 Le même phénomène a été observé lorsque la fréquence du GBF était trois fois supérieure à la fréquence propre de la corde ; à ceci près que trois fuseaux sont apparus.

 

 

 

 

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