DNB 2023AsieCorrigé complet

Écholocation chez les grands dauphins : fréquence, perception, vitesse du son

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences7 questions

Notions BO couvertes

T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)T4.2·Son (propagation, vitesse, fréquence)T4.3·Distance par retard/écho

Les grands dauphins utilisent l'écholocation : ils émettent un signal sonore, le récupèrent réfléchi par les poissons et localisent la cible. On étudie les fréquences, le seuil de perception, et la vitesse du son dans l'eau.

1.Partie 1, Émission et perception du signal (8 pts)

Schéma de l'écholocation d'un dauphin : melon (émission), mâchoire (réception), oreille interne — Principe de l'écholocation chez le dauphin.

Vitesse du son dans l'océan

50 m → 1 520 m/s
100 m → 1 515 m/s
200 m → 1 510 m/s
300 m → 1 505 m/s
400 m → 1 500 m/s

Fréquences audibles humain

20 Hz – 20 000 Hz (= 20 kHz)

Question 1

2 pts

T4.2

Identifier les propositions exactes :

a, L'oreille interne du dauphin émet des signaux sonores.
b, Le dauphin peut émettre des signaux sonores.
c, Le dauphin peut capter des signaux sonores.
d, Le son va plus vite à 400 m qu'à 50 m de profondeur.

Question 2

3 pts

T4.2

Un signal à 50 kHz émis par le dauphin peut-il être entendu par un plongeur à proximité ?

Question 3

3 pts

T3.5

Compléter le schéma de la conversion d'énergie dans l'oreille interne du dauphin.

2.Partie 2, Seuil de perception du dauphin (8 pts)

Courbe du seuil de perception sonore (en dB) du dauphin en fonction de la fréquence (axe logarithmique 20 Hz à 2 MHz) — Seuil de perception sonore du dauphin (dB) en fonction de f.

Question 4

4 pts

T4.2

Pour f < 20 kHz, le dauphin perçoit-il plus facilement les basses ou les hautes fréquences ? Justifier.

Question 5

4 pts

T4.2

Un sonar émet 20 kHz à 70 dB près d'un dauphin. Montrer que cela peut le perturber.

3.Partie 3, Vitesse du son et localisation (9 pts)

Question 6

3 pts

T4.3

Choisir la bonne relation pour la vitesse :

A : v = d/t
B : v = t/d
C : v = d × t

Préciser t et d.

Question 7

6 pts

T4.3

Dauphin à 100 m de profondeur. Signal réfléchi reçu après 106 ms. Distance dauphin ↔ poissons ?

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.