Concepts clés
son
ondes
audition

D’après les normes nationales d’enseignement scientifique: Transfert d’énergie

Introduction
Avez-vous déjà essayé d’avoir une conversation avec quelqu’un d’aussi loin que vous ne pouviez pas vraiment vous entendre? Sans crier, il est difficile d’avoir une conversation longue les distances. Donc, ces jours-ci, c’est bien de pouvoir utiliser le téléphone pour parler avec quelqu’un, qu’il soit à 100 mètres ou à 100 miles.

Avant, il y avait des téléphones portables ou même des téléphones sans fil, tous les téléphones étaient branchés à des fils qui permettaient de transporter le son de la voix d’une personne (via un signal électrique). Et vous pouvez utiliser le même concept pour construire votre propre téléphone en utilisant uniquement des tasses et une corde. Quel message allez-vous partager sur la corde?

Contexte
Quand nous parlons, nos cordes vocales font vibrer des molécules dans l’air. (Vous pouvez ressentir les vibrations en tenant votre main contre votre gorge pendant que vous parlez.) Ces molécules d’air vibrantes font vibrer d’autres molécules d’air autour d’elles, et ainsi de suite, c’est ainsi que le son se propage dans l’air. (Différentes hauteurs de son se déplacent dans des ondes qui ont un espacement différent entre elles – ou «fréquence».) D’autres sources de son, comme les cordes de guitare, de violon ou de piano sont de bons exemples de la façon dont les vibrations peuvent générer du son.

À l’intérieur de nos oreilles se trouvent de minuscules poils sensibles. Ils captent les vibrations et transmettent cette information à notre cerveau, qui l’interprète comme un son. Le cerveau interprète les sons comme ayant des hauteurs ou des tons différents, en fonction de la fréquence ou de l’espacement des ondes.

Mais les particules dans l’air sont plus dispersées les unes des autres que les particules dans un liquide ou un solide . Les vibrations sonores ont donc tendance à s’éteindre avant de voyager très loin. Le fait d’avoir un matériau conjonctif doux, comme une corde de coton, qui a une densité ou un nombre de molécules plus élevé dans un espace donné que l’air, peut aider les ondes sonores à se déplacer sur une plus grande distance.

Matériaux
• Deux grands gobelets en papier (les gobelets en plastique jetables fonctionnent également)
• Deux trombones ou cure-dents
• Longueur de ficelle de coton ou de ligne de pêche d’environ 10 à 30 pieds de long
• Zone tranquille

Préparation
• Percez un petit trou au centre du fond de chaque gobelet (pour les gobelets en plastique, vous aurez peut-être besoin d’un clou ou d’un autre outil pointu, soyez donc prudent lorsque vous effectuez cette étape).
• Filetage une extrémité de la ficelle à travers le fond de chaque tasse.
• Placez un trombone ou un cure-dent dans le fond de chaque tasse et attachez l’extrémité libre de la ficelle autour d’elle (le clip ou le médiator est juste là pour empêcher la ficelle de glisser au fond de la tasse).

Procédure
• Donnez une tasse à votre interlocuteur et tenez-en une vous-même.
• Écartez-vous lentement jusqu’à ce que la ficelle se connecte les tasses sont droites et serrées.
• Mettez votre tasse sur votre oreille et demandez à votre partenaire de parler dans sa tasse (gardez la conversation relativement calme si vous êtes debout près l’un de l’autre, mais assurez-vous de parler plus fort qu’un chuchotement).
• Entendez-vous votre partenaire parler?
• Maintenant, vous essayez de parler dans votre tasse et demandez à votre partenaire d’écouter dans sa tasse. Peut-il ou elle vous entendre?
• Essayez de relâcher la corde. Le téléphone à coupe et corde est-il toujours efficace?
• Maintenant, en gardant votre voix au même niveau et en restant à la même distance, essayez de vous parler sans utiliser les tasses. Entendez-vous aussi?
• Extra: si vous disposez de beaucoup d’espace, voyez à quelle distance vous pouvez faire fonctionner le téléphone à coupe et fil.
• Extra: si vous avez une troisième personne à proximité, demandez-leur de se tenir au centre de la corde avec leur main. Le son sera-t-il toujours transmis? Pourquoi ou pourquoi pas?
• Extra: si vous avez d’autres matériaux (comme du fil, du fil de pêche, de la corde en nylon, etc.) sous la main, essayez-les. Comment différents matériaux changent-ils la qualité du son ou la distance parcourue par le son?

Poursuivez votre lecture pour des observations, des résultats et d’autres ressources.

Observations et résultats
Pourriez-vous mieux entendre votre partenaire utiliser les bonnets et les cordes serrées que si vous vous parliez dans le même volume dans les airs?

Dans cette activité, votre voix faisait vibrer l’air à l’intérieur de la tasse, ce qui à son tour fait vibrer le fond de la tasse. Ces vibrations ont été transférées à la corde, puis au fond de la tasse de votre partenaire, ce qui a fait vibrer l’air à l’intérieur de sa tasse et devenir un son détectable. Lorsque la corde se détend, les vibrations se dissipent plus facilement et se perdent. (Les téléphones fixes fonctionnent sur la même idée, mais ils transfèrent les ondes sonores en un signal électrique, qui peut voyager encore plus loin sur les fils – et les lignes fixes n’ont pas besoin d’être tendues.)

Le son, comme la parole humaine, se propage par ondes incroyablement petites, incroyablement rapides (environ 1 126 pieds par seconde), c’est pourquoi vous ne pouviez pas le voir ou détecter un retard pendant qu’il traversait les tasses et la corde.

Avez-vous déjà remarqué à quel point les choses sonnent différemment sous l’eau? Parce que les molécules de l’eau sont plus étroitement regroupées que celles de l’air, les ondes sonores se déplacent plus facilement – plus vite et plus loin – sous l’eau. Les baleines et autres animaux marins qui utilisent le son pour communiquer sous l’eau en profitent. Les scientifiques pensent que les baleines peuvent Entendez-vous à des centaines (et peut-être même des milliers) de kilomètres, sans même un téléphone à chaîne!

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Nettoyage
Détachez ou coupez la ficelle des trombones ou des cure-dents. Recyclez ou réutilisez tous les matériaux que vous pouvez.

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Prochaine étape…
Yeast Alive! Regardez Yeast Live and Breathe

Ce dont vous aurez besoin
• Un sachet frais de levure de boulanger (vérifiez la date de péremption)
• Une cuillère à soupe de sucre
• Une bouteille en plastique transparent avec une petite ouverture (comme une eau) bouteille)
• Entonnoir
• Petit ballon
• Eau chaude