Cours de tleS – Sons et instruments de musique – Terminale
Un instrument de musique est constitué d’un oscillateur mécanique pouvant être mis en vibration et d’un système mécanique pouvant entrer en résonance pour des fréquences déterminées.
Définitions
Chanterelle : corde produisant les sons les plus aigus du violon.
Corde vibrante: corde élastique fixée à ses extrémités et mise en vibration selon certains modes propres de vibration.
Fibre bouchée à une extrémité: cavité cylindrique produisant un son de fréquence fondamentalement déterminée par sa longueur.
Masse linéique: rapport entre masse et longueur de la corde vibrante.
Résonateur de Helmholtz: cavité creuse surmontée d’un col cylindrique.
Instruments à corde : violon, guitare, harpe …
- La vitesse de propagation d’une onde mécanique le long d’une corde de masse 1inéique µ, dont la tension est F, est donnée par :
Avec V en m.s-1 ; F en N et µ en kg.m-1.
- Un système d’ondes stationnaires s’établit sur une corde de longueur L fixée à ses deux extrémités si :
Avec n est nombre entier, λ longueur d’onde, f la fréquence de vibration de la corde qui correspond à la fréquence des ondes sonores émises.
n = 1 est le son fondamental (ou harmonique de rang 1) de fréquence.
- Les autres valeurs de n correspondent aux harmoniques de rangs supérieurs.
Instruments à vents : saxophone, clarinette, flûte, trompette, orgue….
- Un système d’ondes stationnaires s’établit dans une colonne d’air.
- À une extrémité ouverte, on a un nœud de pression (ventre de déplacement).
- À une extrémité fermée, on a un ventre de pression (nœud de déplacement).
Exemple : les fréquences pouvant être émises par un tuyau de longueur L ouvert à ses deux extrémités sont données par :
Instruments à percussion : grosse caisse, tambourin, xylophone, timbales…
L’émission sonore résulte de la frappe d’une membrane ou d’un matériau résonant.
