Avec l'application FizziQ, réalisez rapidement un grand nombre d'expériences scientifiques sur le son et les ondes sonores, adaptées au programme de collège et du lycée.

Découvrez comment mesurer la vitesse du son, visualiser la forme d'une onde sonore, analyser le spectre de fréquences, calculer la vitesse d'un objet par effet Doppler, étudier les dangers d'un volume sonore trop important, comprendre les principes des gammes en musique, mesurer des distances par echolocalisation, et bien d'autres expériences qui permettent de comprendre la nature des ondes sonores. 

Le son et les ondes sonores

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Incertitude

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Analyser les incertitudes de mesures

Chaque fois que l’on fait des mesures, en physique ou dans d’autres disciplines, des erreurs sont attachées à ces mesures, qui proviennent par exemple de la précision intrinsèque des instruments de mesure utilisés ou du protocole d’expérimentation. Dans cette activité, l’élève utilise son smartphone pour mesurer différentes grandeurs physique (par exemple le champ magnétique ou la vitesse de rotation lorsqu’il effectue un tour sur lui-même) et il étudie la distribution des résultats et observe comme varient moyenne et écart-type

Lycée

Niveau :

Le saut à la perche

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Analyse cinématique des mouvements d'une perchiste

L'analyse cinématique du mouvement d'une perchiste permet d'étudier de nombreux aspects des lois de la mécanique : conservation de l'énergie, énergie élastique, trajectoire parabolique, ... Cette analyse permet de mesurer la complexité de ce sport, et d'envisager des suggestions pour l'athlète pour améliorer ses performances.

Lycée

Niveau :

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Niveau :

Télecharger

Le basket

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Trajectoire d'un ballon de basket lors d'un tir

Dans cette activité, l'élève étudie la trajectoire d'un ballon par analyse cinématique d'une vidéo d'un tir. Il trouvera une échelle appropriée puis pointera les différentes positions. En ajoutant les positions calculées à son cahier, il déterminera le type de trajectoire de la balle, puis en utilisant l'outil de lissage, il calculera l'équation de la courbe et confirmera son intuition sur la forme de la courbe.

Lycée

Niveau :

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Niveau :

Télecharger

Le ski

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Calcul de la vitesse d'un skieur par analyse cinématique

Cette activité a pour but de calculer par l'analyse cinématique la vitesse du skieur John Clarey pendant les JO d'hiver de 2022. L'élève apprendra a prendre en main le module cinématique, et à conduire l'analyse. Il calculera les vitesses horizontales et verticales de l'athlète, puis la norme de cette vitesse, qu'il pourra comparer à la vitesse officielle calculée.

Collège

Niveau :

Le football

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Etude de la trajectoire d'un ballon de football

L'élève réalise l'étude cinématique d'un tir au but à partir d'une vidéo de la bibliothèque de vidéos cinématique. Il analyse la trajectoire pour déterminer si elle est rectiligne, et la vitesse pour vérifier que le mouvement du ballon est uniforme. La prise en main de l'analyse cinématique est entièrement décrite dans le protocole.

Collège

Niveau :

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Niveau :

Télecharger

Meet Leibnitz

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Energy conservation in a pendulum (using a measure of centripetal acceleration)

In this activity, students use a smartphone as a pendulum to experimentally confirm the law of conservation of mechanical energy. The analysis includes a theoretical phase which consists in identifying the formula of the centripetal acceleration as a function of the height of the release. During the practical phase, students measure the centripetal acceleration of the smartphone when released at different heights, and check that the relationship is linear. This experiment uses the accelerometer of the smartphone.

High School

Niveau :

Music scale

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What is the link between notes and sound frequencies

Using sounds from the sound library and measuring the fundamental frequency, the student calculates what the frequencies of the different musical notes are, how those notes are distributed within an octave, and what is the relationship between them. notes of different octaves. At the end of this study, the student tries to find the notes of a piece of music by identifying their frequencies.

Middle School

Niveau :

White noise

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Spectrum analysis of white noise

A noise is a sound made up of a multitude of sounds of random frequencies, volumes and durations. White noise is a particular noise whose spectral components have equivalent energy per cycle (in hertz). This results in a "flat" spectrum when plotting the frequency spectrum. The study of white noise is interesting because it allows us to make an analogy with white light. The very simple protocol shows the student the random characteristic of the frequencies that make up white noise and trains them to ask questions about the concept of noise, and the analogy between sound and light.

High School

Niveau :

Huygens

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Conservation de l'énergie pour un pendule (étude cinématique)

Le physicien Huygens au 17ème siècle est le premier à caractériser le mouvement d'un pendule simple. Dans l'activité proposée, à partir d'un enregistrement vidéo du mouvement d'un pendule disponible sur le site FizziQ.org, nous proposons l'étude cinématique d'un pendule qui permet de montrer de manière concrète le lien entre énergie potentielle et énergie cinétique. Il est possible pour le professeur ou les élèves de créer leur propre vidéo à étudier.

Lycée

Niveau :

Space X

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Analyse cinématique de la vitesse d'une fusée

Quel est le programme d'atterrissage d'une fusée Space X ? A l'aide du module de Cinématique, l'élève analyse le mouvement de descente d'une fusée Falcon 9 sur une barge en pleine mer. Il constate que la vitesse de descente de la fusée est linéaire. Pourquoi un tel objectif de descente ? Est-ce plus efficace ?

Lycée

Niveau :

Space X

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Kinematics analysis of the landing speed of a rocket

What is the landing program for a Space X rocket? Using the Kinematics module, the student analyzes the descent movement of a Falcon 9 rocket on a barge in the open sea. He notes that the descent speed of the rocket is linear. Why such a downhill goal? Is it more efficient?

High School

Niveau :

Galileo

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Compute the value of gravity g by measuring a free fall

Galileo is the first to document that the distance an object travels during a fall is proportional to the square of the elapsed time. It thus determines the value of the earth's gravity. The student reproduces this experience on his laptop. He or she measures the time it takes for an object to fall by recording the values of linear acceleration measured by his or her smartphone. He or she deduces a value for weightlessness from the hourly equation of free fall.

High School

Niveau :

Chloé at the concert

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How does distance reduce noise level ?

It is often mentioned in textbooks that the sound decreases with the square of the distance, but few experiments allow this to be verified. In this protocol, the student uses the sound of white noise from the sound library which achieves very stable and precise results. The activity opens up discussions on the risks of noise for health and the irremediable consequences for the body of a sound trauma.

High School

Niveau :

Meet Huygens

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Energy conservation for a pendulum (kinematics analysis)

The 17th century physicist Huygens is the first to characterize the motion of a simple pendulum. In the proposed activity, from a video recording of the movement of a pendulum available on the FizziQ.org site, we propose a kinematics analysis of a pendulum. Analyse kinetic energy, potential energy and mechanical energy of a pendulum. Teachers and students can also create their own video to study.

High School

Niveau :

Chloé au concert

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Relation entre niveau sonore et distance à la source

Il est souvent mentionné dans les manuels scolaires que le son décroit avec le carré de la distance mais peu d'expériences permettent de le vérifier. Dans ce protocole, l'élève utilise le son du bruit blanc de la bibliothèque de son qui permet d'obtenir des résultats très stables et précis. L'activité permet d'ouvrir des discussions sur les risques du bruit pour la santé et les conséquences irrémédiables pour l'organisme d'un traumatisme sonore.

Lycée

Niveau :

Leibnitz

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Conservation de l'énergie pour un pendule (mesure de l'accélération centripète)

Dans cette activité, l’élève utilise un smartpone comme pendule pour confirmer expérimentalement la loi de la conservation de l’énergie mécanique. L’analyse comporte un phase théorique qui consiste à identifier la formule de l’accélération centripète en fonction de la hauteur du lâcher. Durant la phase pratique, l’élève mesure l’accélération centripète du smartphone après un lâcher à différentes hauteurs, et vérifie que la relation est linéaire. Cette expérience utilise l’accéléromètre du téléphone portable.

Lycée

Niveau :

Galilée

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Calcul de la valeur g par analyse de la chute libre

Galilée est le premier à documenter le fait que la distance parcourue par un objet durant une chute est proportionnelle au carré du temps écoulé. Il détermine ainsi la valeur de la pesanteur terrestre. L'élève reproduit cette expérience avec son portable. Il ou elle mesure le temps que met un objet à tomber en enregistrant les valeurs de l'accélération linéaire mesurées par son smartphone. Il ou elle en déduit une valeur de l'apesanteur à partir de l'équation horaire de la chute libre.

Lycée

Niveau :

Accélérocardiogramme

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Analyse des variation de l'accélération pour déterminer la fréquence cardiaque

L'élève découvre comment l'accéléromètre permet de mesurer de très petites variations de mouvements comme par exemple les battements de son coeur. Il en déduit son rythme cardiaque et créer un graphique qui ressemble à un électrocardiogramme

Cycle 4

Niveau :

La gamme

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Etude de la relations entre notes de musique et fréquences

En utilisant les sons de la bibliothèque de son et la mesure de la fréquence fondamentale, l'élève calcule quelles sont les fréquences des différentes notes de musique, comment ces notes sont réparties au sein d'une octave, et quelle est la relation entre les notes de différentes octaves. A l'issue de cette étude, l'élève essaie de retrouver les notes d'un morceau de musique en identifiant leurs fréquences.

Cycle 4

Niveau :

Bruit blanc

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Analyse du spectre de fréquence du bruit blanc

Un bruit est un son composé d'une multitude de sons de fréquences, de volume et de durées aléatoires. Un bruit blanc est un bruit particulier dont les composantes spectrales ont une énergie équivalente par cycle (en hertz). Cela se traduit par un spectre « plat » lorsqu’on en trace le spectre de fréquences. L'étude du bruit blanc est intéressante car elle permet de faire une analogie avec la lumière blanche. Le protocole très simple montre à l'élève la caractéristique aléatoire des fréquences qui composent le bruit blanc et l'entraîne à se poser des questions sur la notion de bruit, et l'analogie entre son et lumière.

Cycle 4

Niveau :

The Sound of the bell

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The sound of a bell is very special. Find out why.

The sounds of the bells are quite special because they are inharmonic. This differentiates them from other musical instruments. In this protocol, the student studies the difference between the frequency spectrum of the sound of an oboe and that of a bell. He notes that the frequencies of the sound of the bells are not harmonics, unlike the sound of the oboe. This protocol familiarizes the student with the notion of harmonics and frequency spectrum.

High School

Niveau :

Qu'est ce qui cloche ?

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Un son non harmonique peut-il être harmonieux ?

Les sons des cloches sont tout a fait particuliers car ils sont inharmoniques. Ceci les différencie des autres instruments de musique. Dans ce protocole, l'élève étudie la différence entre le spectre de fréquence du son d'un hautbois et celui d'une cloche. Il constate que les fréquences du son de la cloches ne sont pas des harmoniques, contrairement au son du hautbois. Ce protocole permet de familiariser l'élève avec la notion d'harmoniques et de spectre de fréquences. Une extension possible de ce protocole est le protocole sur les battements car l'élève notera peut-être que le son d'une cloche incorpore des phénomènes de battements générés par la combinaison de fréquences très proches.

Cycle 4

Niveau :

Perseverance sur Mars

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Est-il possible de ses déplacer en ligne droite sans boussole ?

A travers l'étude du robot Perseverance, l'élève étudie la notion de mouvement rectiligne. Il utilisera l'accéléromètre, le gyroscope, ou le luxmètre pour réfléchir sur le fonctionnement autonome d'un robot. Le protocole permet à l'élève de se poser de multiple questions sur le mouvement autonome, un sujet très actuel.

Cycle 4

Niveau :

Meet Flume

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Analyzes an acoustic effect that is used by many electronic music artists

The study of acoustic beats allows students to easily understand the phenomena of interference on sound waves. The resulting volume oscillation effect produces an effect similar to those used by modern artists in electronic music.

High School

Niveau :

Bang

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How precisely will you estimate the speed of sound ?

The speed of sound calculation uses triggers. This practical work allows the student to get comfortable with programmatic tools to build his experience while at the same time building a scientific reasoning for the calculation.

High School

Niveau :

Flume

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Comment l'effet de battement acoustique est utilisé en musique électronique

L'étude des battements acoustiques permet aux étudiants de comprendre simplement les phénomènes d'interférence sur les ondes sonores. L'effet d'oscillation de volume qui en résulte produit un effet similaire à ceux utilisés par les artistes modernes en musique électronique.

Lycée

Niveau :

Boum

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Calcul de la vitesse du son

Le calcul de la vitesse du son utilise les déclencheurs. Ce TP permet à l'élève de s'approprier des outils programmatiques pour construire son expérience et en même temps de conduire un raisonnement scientifique pour le calcul

Lycée

Niveau :

Linear acceleration

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Learn about the concept of linear acceleration and how to measure it

In this discovery module, the student studies the notion of linear acceleration and the different components of this acceleration. He discovers that speeding up and slowing down are equivalent.

Middle School

Niveau :

Astronauts and spinners

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Understand the relationship between centrifugal acceleration and rotational speed by studying a wringer

By studying the practical case of a smartphone placed in a salad spinner, the student calculates the relationship between rotation and centrifugal acceleration. There will also be questions about the measurement limits of the instruments.

High School

Niveau :

It's yellow, it's ugly ...

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Study the capacity of several diffusing objects to diffuse light more or less well

Study the capacity of several diffusing objects to diffuse light more or less well

Middle School

Niveau :

Build your own pedometer

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Understand how a pedometer works and use the accelerometer to build one.

By studying the functioning of the pedometer, the student studies the movement of his body using the accelerometer, works on the notion of pattern, and uses the notion of threshold to create his own pedometer.

Middle School

Niveau :

Tuning forks

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Calculation of frequencies and history of tuning forks

El estudiante encuentra diferentes formas de analizar la frecuencia de un sonido comparando el sonido de diferentes diapasones mientras aprende la historia de la música.

Middle School

Niveau :

Doppler effect

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Measurement of the doppler effect using the Fizziq sound library.

In this protocol, the student uses a sound recording of a moving vehicle to calculate its speed by measuring the Doppler effect. The recording is present in the Sounds Library of the application.

High School

Niveau :

Stamp of a musical instrument

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Why does the same note sound different depending on the musical instrument that produces it?

The student studies the sound spectrum emitted by different instruments and tries to analyze what constitutes the particular timbre of a musical instrument.

Middle School

Niveau :

Colors of autumn

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Why tree leaves change color in autumn

The student uses the colorimeter to highlight the different pigments present in a tree leaf

Middle School

Niveau :

Vowels

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Analyse how humans pronounce vowels and build a training tool for singers

Using the practical case of the pronunciation of vowels, the student analyzes the harmonics created by our vocal apparatus, and deduces how it works.

High School

Niveau :

Uniform linear movement

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Testing the hypothesis of a Galilean system in practical life

Introduction to the notion of Galilean referential. The students discovers the different ways of proving that a movement is linear and uniform. He/she discovers the use of recording two data and the XY graph.

Middle School

Niveau :

Perseverance on Mars

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Become the programmer of the robot Opportunity on Mars and find the different ways to ensure a linear movement.

By putting themselves in the shoes of an Opportunity robot programmer on Mars, the student discovers the means to verify that a movement is rectilinear.

Middle School

Niveau :

Where does moss grow ?

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Why does green moss only grows on one side of tree trunks?

The student uses the compass and the luxmeter to analyze his environment.

Elementary

Niveau :

Ready, steady, go !

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Use triggers to create a useful measuring tool

Triggers are a powerful way to create new tools for experimentation and to introduce students to programming concepts.

High School

Niveau :

Noise cancellation

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Active noise reduction headset technology helps reduce ambient noise. How does this technology work?

The student discovers the wave nature of sound waves and interference. He deduces how the noise canceling features work on modern headphones.

High School

Niveau :

In orbit

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Learn about the concept of linear acceleration and how to measure it

In this discovery module, the student studies the notion of linear acceleration and the different components of this acceleration. He discovers that speeding up and slowing down are equivalent.

High School

Niveau :

A vos marques

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Utilise les déclencheurs pour construire un chronomètre qui se déclenche avec le son

Les déclencheurs sont un moyen puissant de créer de nouveaux outils d'expérimentations et d'initier les étudiants aux notions de programmation. Dans ce TP l'élève crée un chronomètre sonore qui lui permet de commencer ou d'arrêter une mesure en calquant dans ses mains. Il pourra utiliser ce nouvel outil pour mesurer la vitesse du son

Lycée

Niveau :

C'est jaune, c'est moche ...

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Capacité de plusieurs objets diffusants à diffuser plus ou moins bien la lumière

Étudie la capacité de plusieurs objets diffusants à diffuser plus ou moins bien la lumière

Cycle 3

Niveau :

En orbite

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Relation entre accélération centripète et vitesse de rotation

Cette expérience a pour but de vérifier par l’expérience la relation entre l’accélération et la vitesse pour un mouvement circulaire uniforme. L'élève tourne sur lui-même en tenant son portable vertical à bout de bras. Il enregistre l'accélération centripète, puis vérifie que la formule qui lie l’accélération et la vitesse de rotation pour un mouvement circulaire uniforme est bien satisfaite. Il documente les étapes de son raisonnement dans le cahier d’expérience en ajoutant du texte et des photos.

Lycée

Niveau :

Diapasons

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Etude des fréquences des diapasons au cours de l'histoire

Historiquement, les diapasons n'ont pas toujours été accordés à la même fréquence. En étudiant les sons de diapasons de différentes époques et présents dans la bibliothèque de sons de l'application, l'élève se familiarise avec la notion et le calcul des fréquences. Cette activité ouvre des voies pédagogiques intéressantes sur les notes et la gamme.

Cycle 4

Niveau :

Où pousse la mousse ?

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Comment expliquer que la mousse verte ne pousse que d’un seul côté des troncs d’arbres ?

L'élève utilise la boussole et le luxmètre pour analyser son environnement

Cycle 3

Niveau :

Nos activités sur le son