MESURE DU NOMBRE DE VIBRATIONS

543. Pour déterminer le nombre absolu de vibrations correspondant à un son donné, on emploie deux procédés :

1° On établit Vunisson entre le son étudié et un appareil capable de produire des sons variables, de hauteur connue. L'oreille apprécie très exactement l'unisson. C'est la méthode de la sirène.

2° On fuit tracer par le corps vibrant une courbe sinueuse dont le nombre de sinuosités en un temps connu permet de calculer le nombre de vibrations par seconiie. C'est la méthode graphique.

(1) Nous •ppalleroDS toujours vibralioo uno ci'brad'on douik, ou complets, c'est-à-.ilire une allée et venue du corps sonore.

ACOt'STIOOK

S44. Sirène. — Principe de Vnppureil. — Une sirène comprend «l;trLS s;i p:irtie principale un disque qu'on fait tourner d'un mouvement ttoiforme autour d'un axe A perpendiculaire à son plan. Ce disque

,qQo

Fig. 3flj.

r«st perce d'orifices i>quidistanls distribués sur une circonférence

«ynnt siin centre sur l'axe de rotation [fig. 365). En face de ces ori-

Ifices est fixé un tube communiquant avec une soufflerie '"> (fig. 366).

Au moment où l'ouverture du tube coïncide avec un orifice du disque,

•® ifent de la soufllerie traverse l'orifice du disque et comprime l'air

•stërieor en le refoulant, mais presque aussitôt par le mouvement du

«lisque une partie pleine intercepte le courant d'air, et l'air extérieur

en vertu de son élasticité revient en arrière en se dilatant. Ce double

«lepJaceraenl produit une vibration complète de l'air extérieur.

^' le disque mobile a 30 orifices, une nouvelle coïncidence des

onncos a lieu après une rotation de ^ de circonférence : de là une

WUH'Ue sortie de l'air bicntât suivie d'une nouvelle interruption. Pour une vitesse suffisante du disque, les vibrations se fondent en un tOD doul la hauteur s'élève quand la vitesse de rotation croît. Avec «

II] L'm âoufflerie te compote d'un toofllot que l'on fiiit foocUunoor «a moyeo d'uoe pi P. L'wr «kl (luiissè ilans un rCHiTvoir R dont les parois latérales sont en peau iflnIMa •>! arrivu pur un gros tuyau T ilunh uni» raissv AU apptieo sommier. La pwt ittpéTiean du «ninmicr est purcùu il'uu» rbngùu de troua destiner à recevoir des (o/iui. Cfs trous sont fermés par des soupapes a ressort qu'on ouvre en pressant (ur ia lanicbr». Ou peut acci'-lércr lu vitesse du veut vu couiprimant l'air du soufllel, ce ifi\tf fait soit eu rliurgeani de poids le réservoir du suulDct, soit en appuyant sur uoo if» CD qui sert » presser plus ou moins ce réservoir.

COORS DE PHYSIQUE

tours du disque par seconde, le son de la sirène corre8{ 30n vibrations complètes par seconde.

Pour déterminer la hauteur d'un son, on augmente la vit* rotation du disque jusqu'à ce que le son rendu par le disque Vanisson du son étudie. Quand l'unisson est olilenu, on

Fig. 30V.

constante la vitesse de rotation du disque, et on compte le li de tours qu'il effeclue par seconde. ,,

Cette sirène ne produit que des sons très faibles. Si, au lieu) un seyl tuyau d'échappement de l'air de la soufflerie, on dis[i tuyau en face de chacun des orifices du disque, le courant d'à versera simultané ment tous ces orifices et les sorties seront] ment interceptées à la fois, les 30 ouvertures vibreront d l'unisson. Le nombre des vibrations sera donc le même qu'm seul tuyau, mais l'intensité du son sera notablement augmentée

545. Sirène de Cagaiard-Latour. — Cet appareil n'enl de moteur indépendant pour faire tourner le disque, celuîi

ACOUSTIQUE

entratnr par le venl m^me de la soufllerie et mel en outre en mouvement un compteur de tours.

Detcriplion. — Cette sirène se compose d'une boîte cylindrique ea

Itilon B dont la base inférieure porte un tube T que l'on monte sar

I soufllerie. Sur le centre du plateau fixe F qui forme la base supé-

ure de la boite repose un axe verti-

■^ A portant un disque mobile D, très

*"oisin du plateau fixe et horizontal

comme lui. Le plateau et le disque sont

•eus deux percés d'un • même nombre

«orifices circulaires répartis uniformé-

•"finf sur une circonférence ayant son

«entre sur l'axe (fig. 3C7).

Afin de faire tourner le disque par le

Jttturant d'air lui-même, les orifices, au

liieu tl'ôtfe percés dans l'ôpaisseur nor-

"■leinenl aux surfaces, sont inclinés à

Les axes de deux orifices en regard,

-^angulaires entre eux, se trouvent

*tis un même plan vertical perpendi-

laire en A au rayon OA ; sur un plan

horizontal mené parallèlement au plateau

**■ au disque, l'axe de rotation se pvû-

*tte en O, et les axes des deux orifices

projettent suivant la tangente MN

iûfç. 368).

A chaque superposition des deux séries d'ouvertures, un courant o air dirigé suivant l'axe BA d'un orifice du plateau fixe frappe nor-

Kig. 367

Pig. 3B8.

Kig. 3IJD.

^«ment la paroi de l'orifice superposé et exerce une force qu'on ***''*t décomposer en deux : une composante verticale AK inefficace,

COUAS DE PHYSIQUE

le li

cau" elle tend à soulever le disque et une compounti tangenlielle, dirigée suivant AM et faisant tourne Le mouvement s'accélère, et, pour une pression donna la soufflerie, il devient uniforme quand la résist frottements arrive à compenser l'accroissement de vit du courant d'air.

Le son, d'abord grave, s'est élevé à mesure que li rotation croissait, puis sa hauteur est devenue fixe en que le mouvement devenait uniforme.

Compteur de tours. — L'axe de rotation A, entraîné mobile, porte une vis sans fm v qui engrène ave< dentée R dont la circonférence a lûû dents. Cette roui

d'une aiguille q un cadran ayant

i' ' Wf&'^fîPSIfi^^fi^^ ^ ' ^^ divisions (Gg

.\ chaque tour la roue avance d l'aiguille d'une di compter les et tours, la roue R p axe, parallèlem rayon, un taqui chaque tour de avancer d'une *■ ■*'"■ deuxième roue

(portant ici 30 dents) située dans le plan du taquet, ei plan de la roue R; la roue R' est munie d'une aiguille qu sur un deuxième cadran. Les deux roues R etR' sont fixé axes O et O' sur une même plaque métallique verticale W faire glisser latéralement à l'aide de deux boulons. En boulon h, on met en prise la roue R et la vis sans fin. En bouton b', on désengréne la ruue d'avec 'la vis; en mèm» pointe e s'engage entre deux dents de la roue R et l'arrêt tement.

né"

Mesure. — La sirène étant plantée sur la soufllerie, aiguilles du cunipleur au zéro et la roue R désengrenée, marche la soufflerie et on fait varier la vitesse du vent jus la note rendue par la sirène soit à l'unisson du son étudié instant donné, on appuie à la fois sur le Loutuu d'un chi

ACOUSTIQUE

[fec^Ddes et sur le boulon b pour engrener la roue avec la vis sans

[fia. Après un certain temps, l'unisson ai/ant été maintenu, on appuie à Ir fois sur le bouton du chronomètre et sur le bouton b' pour d&engrener. Le disque mobile tourne encore, mais le compteur de loofs ne fonctionne plus. Supposons que la lecture du chronomètre

I donne 20 secondes pour la durée de l'expérience, que l'aiguille des Wntaines de tours marque N divisions, et l'aiguille des tours n, le Dombre des tours du disque mobile sera lOON -|-n, et le nombre des îibrations doubles pour 20 secondes (100N-|- n)25 si le disque mobile

1 porte 25 trous. On aura pour le nombre des vibrations pur seconde :

(IOOX-fn)2â

La difficulté de l'expérience consiste à maintenir à l'unisson pen- "iMt an lomps suffisant le son de la sirène et le son à étudier.

En faisant parler la sirène dans l'eau sous l'influence d'un courant

"MU sous pression, on constate qu'elle donne à vitesse égale un

«"de m^me hauteur sous l'eau et dans l'air; la hauteur résulte en

™et du nombre de vibrations et ne dépend pas de la nature du corps

JWDore.