Briser le verre
Objectif :
Notre objectif est de vérifier si il est possible de briser un verre avec le son.
Pour l’expérience nous utiliserons un son synthétisé par un logiciel, amplifié puis émit par deux hauts parleurs.
Pour l’expérience nous utiliserons un son synthétisé par un logiciel, amplifié puis émit par deux hauts parleurs.
Matériel nécessaire :
-Un verre, nous disposons ici de 3 verres en silice de 33 cL
Pour enregistrer :
-Un micro
-Un logiciel qui enregistre un son et donne la courbe du spectre du son
-De l'eau
Pour briser le le verre :
-Un bout de papier, permettant d'observer les vibrations du verre
-Un amplificateur
-Un logiciel qui produit un son à une fréquence donnée
-Deux haut-parleurs
-Un stroboscope
-Une caméra
-Un diamant
Pour enregistrer :
-Un micro
-Un logiciel qui enregistre un son et donne la courbe du spectre du son
-De l'eau
Pour briser le le verre :
-Un bout de papier, permettant d'observer les vibrations du verre
-Un amplificateur
-Un logiciel qui produit un son à une fréquence donnée
-Deux haut-parleurs
-Un stroboscope
-Une caméra
-Un diamant
Protocole expérimental :
Obtenir la fréquence de résonance du verre :
1ère méthode : Pour obtenir la fréquence propre du verre, il faut taper le verre avec un objet (une cuillère ou des ciseaux par exemple) et enregistrer le son émit grâce au logiciel puis tracer la courbe d'analyse spectrale. Mais le logiciel enregistre aussi le son émit par l'objet avec lequel on tape le verre. On obtient alors des parasites sur la courbes, elle se compose de plusieurs pics.
2ème méthode: Tout d'abord il faut mouiller son index avec de l'eau, puis faire le tour de "l'anneau" du verre. Enregistrer le son obtenu, et nous remarquons que la courbe est dégagée, qu'il n'y a pas de parasites car aucuns objets n'est mit en vibration (hormis le doigt, mais qui n'émet pas de son).
Briser le verre :
Pour briser le verre, il faut produire un son pur (sinusoïdal) à la fréquence de résonance obtenu juste avant.
Pour émettre ce son, il faut saisir la fréquence sur le logiciel, et le logiciel se chargera de le produire. Mais il est encore sous forme électrique, nous branchons alors le câble jack reliant le pc sur l'amplificateur, lui même relié aux deux haut-parleurs.
Puis allumer le stroboscope et le régler sur une fréquence proche de celle du son émit (attention: ne pas le régler sur la même fréquence, car aucun mouvement ne serait observé).
Le verre et le bout de papier étant positionné à équidistance des deux haut-parleurs, il ne reste plus qu'à observer la déformation et attendre que le verre casse.
Voici deux images tiré de la vidéo que nous avons filmé, dans lequel nous pouvons constater la déformation latérale du verre :
1ère méthode : Pour obtenir la fréquence propre du verre, il faut taper le verre avec un objet (une cuillère ou des ciseaux par exemple) et enregistrer le son émit grâce au logiciel puis tracer la courbe d'analyse spectrale. Mais le logiciel enregistre aussi le son émit par l'objet avec lequel on tape le verre. On obtient alors des parasites sur la courbes, elle se compose de plusieurs pics.
2ème méthode: Tout d'abord il faut mouiller son index avec de l'eau, puis faire le tour de "l'anneau" du verre. Enregistrer le son obtenu, et nous remarquons que la courbe est dégagée, qu'il n'y a pas de parasites car aucuns objets n'est mit en vibration (hormis le doigt, mais qui n'émet pas de son).
Briser le verre :
Pour briser le verre, il faut produire un son pur (sinusoïdal) à la fréquence de résonance obtenu juste avant.
Pour émettre ce son, il faut saisir la fréquence sur le logiciel, et le logiciel se chargera de le produire. Mais il est encore sous forme électrique, nous branchons alors le câble jack reliant le pc sur l'amplificateur, lui même relié aux deux haut-parleurs.
Puis allumer le stroboscope et le régler sur une fréquence proche de celle du son émit (attention: ne pas le régler sur la même fréquence, car aucun mouvement ne serait observé).
Le verre et le bout de papier étant positionné à équidistance des deux haut-parleurs, il ne reste plus qu'à observer la déformation et attendre que le verre casse.
Voici deux images tiré de la vidéo que nous avons filmé, dans lequel nous pouvons constater la déformation latérale du verre :
Résultats obtenus :
La fréquence de résonance de notre verre et la fréquence du son émit étaient de 724Hz.
D'après ce que nous avons pu voir, le verre est entré en résonance et le bout de papier s'est mit à vibrer.
Mais le verre ne s'est pas brisé malgré les rayures infligées au verre grâce au diamant.
D'après ce que nous avons pu voir, le verre est entré en résonance et le bout de papier s'est mit à vibrer.
Mais le verre ne s'est pas brisé malgré les rayures infligées au verre grâce au diamant.
Interprétation :
Le verre ne s'étant pas brisé, nous avons du formuler des hypothèses :
- Le verre était trop épais, sa raideur E était donc trop grande.
- L'amplitude n'était pas suffisante, la contrainte σ était trop faible.
- Le son émit n'était pas une sinusoïde pure. Le logiciel et la carte son n'ont pas émis une sinusoïde pure, le son était donc complexe.
- Le verre était trop épais, sa raideur E était donc trop grande.
- L'amplitude n'était pas suffisante, la contrainte σ était trop faible.
- Le son émit n'était pas une sinusoïde pure. Le logiciel et la carte son n'ont pas émis une sinusoïde pure, le son était donc complexe.
Conclusion :
Théoriquement, il est possible de briser un verre avec du son. Mais nous n'avons pas pu le démontrer expérimentalement.
Pour réussir à briser le verre, il aurait fallut un logiciel ainsi qu'une carte son capable de synthétiser une sinusoïde pure ainsi qu'une amplitude (ou volume sonore) plus élevé.
Pour réussir à briser le verre, il aurait fallut un logiciel ainsi qu'une carte son capable de synthétiser une sinusoïde pure ainsi qu'une amplitude (ou volume sonore) plus élevé.