Aurélie 19/06/08
 

 

La guitare électrique bac S France 2008.

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La guitare électrique est composée de six cordes métalliques de longueur utile entre le sifflet et le chevalet 63,0 cm. L'accord traditionnel à vide est, de la note la plus grave à la plus aigue : mi1, la1, ré2, sol2, si2, mi3. Le chiffre en indice indique le numéro de l'octave. Une corde est dite " à vide" lorsqu'elle vibre sur toute sa longueur. Les fréquences des notes produites à vide par les cordes pincées de la guitare sont les suivantes :

n° de la corde
1
2
3
4
5
6
note
mi1
la1
2
sol2
si2
mi3
fréquence (Hz)
82,4
110
146,8
196
246,9
329,6
Une guitare basse électrique fonctionne sur le même principe avec des notes plus graves. La diversité des effets possibles avec une guitare électrique en fait un instrument polyvalent et riche musicalement. Paarmi la multitude d'effets on peut citer l'effet "wha wha" popularisé par Jimi Hendrix.


Analyse temporelle d'une note de musique.

Un système d'acquisition de données permet l'enregistrement et la visualisation des tensions électriques associées aux différentes notes que peut produire une guitare électrique. Les figures suivantes présentent les signaux enregistrées pour la même note de musique jouée par une guitare électrique et par une guitare basse.

 


guitare électrique :

guitare basse :

Quelle est la qualité physiologique commune des deux sons enregistrés ? Nommer la grandeur physique associée.

hauteur
fréquence ( Hz).

Mesurer cette grandeur physique et en déduire la note de musique jouée.

f = 1/T = 1/ 8,9 10-3 = 1,1 102 Hz ( la1).

Quelle qualité physiologique permet de distinguer les deux sons ?

Les deux courbes ont des allures différentes : les sons ne possèdent pas les mêmes harmoniques.

Le timbre.

Mode propre de vibration de la corde 6

L'analyse spectrale permet après une acquisition informatisée et un traitement numérique de révéler la "signature" acoustique d'un son en faisant apparaître les composantes de basses fréquences ( 80 Hz - 900 Hz) et de fréquence élevées ( 900 Hz - 16 kHz ) qui le caractérisent. La figure suivante correspond au spectre en fréquence du son produit par la corde n°6 d'une guitare électrique jouée à vide.

 

Déterminer la valeur approchée de la fréquence f1 du fondamental de se son. Vérifier la cohérence avec la donnée du texte.

f1 ~ 0,31 kHz ; le texte indique 329 Hz : les valeurs étant assez proches, elles sont cohérentes.

Déterminer les valeurs approchées des fréquences f2 et f3 des harmoniques immédiatemment supérieures au fondamental.

Le sillet et le chevalet de la guitare sont séparés par une distance L==63,0 cm. La condition entre l et L traduisant la condition d'existence d'une onde stationnaire entre ces deux points est : 2L= kl où k est un entier positif.

En déduire l'expression de la longueur d'onde l du mode fondamental. Calculer cette longueur d'onde.

k = 1 d'où l = 2L
2*0,630 =1,26 m
l =1,26 m




Ecrire la relation entre la longueur d'onde l, la célérité c et la fréquence f d'une onde sinusoïdale. En déduire la célérité des ondes dans cette corde. f1 ~ 3,3 102 Hz

l = c/f ; c = l f
1,26*3,3 102
c =4,2 102 m/s
En jouant, le guitariste bloque la corde sur l'une des barettes placées sur le manche, appelées frettes, afin d'obtenir la note désirée.

Quel est l'effet produit sur le son ? Justifier.

La longueur de la corde diminue : l = 2L en conséquence la longueur d'onde du fondamental diminue.

l = c/f : la célérité étant constante, la fréquence du fondamental augmente

Le son devient plus aigu.

L'effet "wha wha"

Les figures suivantes représentent les spectres en fréquences du son de la figure ci-dessus sur lequel on a appliqué l'effet pour deux positions extrèmes de la pédale d'effets.

 

En comparant ces trois spectres, préciser quels sont les effets de la pédale "wha wha" sur les propriétés physiologiques du son produit dans les mêmes conditions d'attaque de la corde.

La fréquence du fondamental est inchangé : la hauteur du son n'est pas modifiée.

Le nombre d'harmoniques et leurs amplidudes relatives sont différentes : le timbre du son et le niveau sonore sont donc modifiés.






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