la machine à chuchoter à la Cité des sciences ou les paraboles à son

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la machine à chuchoter à la Cité des sciences ou les paraboles à son

Nous sommes une classe de CM2 et nous participons à un défi sciences dans les Ardennes.
"Nous vous mettons au défi de trouver différentes manières de transmettre un signal "oui" et "non" sur une distance de 20 mètres sans utiliser directement la voix".
Les élèves ont pensé à la machine à chuchoter. ils se sont lancé dans la construction de 2 paraboles à sons :
à la Cité des sciences, on peut dialoguer en chuchotant dans 2 paraboles qui sont à 17 m de distance.

Cela ne fonctionne pas. Nous pensons que nos matériaux ne sont pas les bons (cartons et feuilles de papier lisse) et que les paraboles doivent avoir une forme et une taille bien précise.
Est-ce que vous pouvez nous renseigner sur cette machine ?

Merci.

Je ne connais pas la machine de la cité des sciences, mais il y a une machine très simple qui fonctionne bien. Il s'agit de prendre de la ficelle et d'attacher à chaque bout un gobelet en carton. Quand on tend la ficelle,un personnage parle très doucement dans son gobelet et l'autre met le gobelet qu'il a contre son oreille et il entend...
Cet ensemble de deux gobelets peut être reproduit deux fois par exemple et on peut créer ainsi un système complexe: deux gobelets tenus par deux personnes reliés par une ficelle, puis deux autres gobelets reliés par une ficelle et tenus par deux autres personnes, mais les ficelles se croisent et se touchent. Lorsque l'un murmure les autres entendent. On peut rajouter un autres ensemble de ficelle et gobelets.
Remarque quand quelqu'un pince l'une des cordes, il y en a qui n'entendent plus
Bon courage à vous

Bonjour,
Je pense que pour avoir une Parabole à son, qui fonctionne, on doit avoir un matériau qui n'absorbe pas le son (ici le papier et le carton doivent absorber les vibrations).
Vous pouvez aussi voir ce type de principe à la FNAC ou planète saturne, ou vous pouvez écouter de la musique sous une parabole en plexiglas sans que les gens autour n'entendent la musique.
Ce principe est aussi utilisé depuis beaucoup plus longtemps dans les églises.
La voûte au dessus de l'autel produit le même phénomène.
Le rayon de courbure de cette parabole à aussi une importance car le but est de faire converger les ondes sonore en un point bien défini (ici distant de 20m).
Si le but est de transmettre un signal et qu'il n'y a aucune obligation d'utiliser le son, pourquoi ne pas utiliser la lumière? Vert pour Oui et Rouge pour non.
Vous pourrez trouver des lasers qui vous permettrait ceci.
Sinon le principe des pots de yaourt fonctionne très bien.
Antoine

Bonjour,
A la cité, pour communiquer, vous deviez probablement être face à la parabole. Le son s'y réfléchissait et se propageait dans l'air jusqu'à l'autre parabole.
Pour que la réflexion du son chuchoté soit efficace, la parabole doit être en métal. Et sa forme parabolique.
Bon courage à tous.
Marie-Thérèse Lehoucq

Cette machine à chuchoter est en effet une machine de précision, qui fonctionne sur le même principe de focalisation des ondes que les antennes paraboliques permettant la réception des émissions de télévision par satellite. Il est donc nécessaire :

1) que la forme du réflecteur soit effectivement très proche de celle d'un paraboloïde de révolution (c'est-à-dire la surface engendrée par la rotation d'une parabole autour de son axe)

2) qu'émetteur et récepteur se situent assez précisément aux foyers de ces paraboloïdes

3) et bien sûr que les deux surfaces soient correctement orientées afin que leurs axes coïncident !

Comme vous le voyez, ce n'est pas très simple et il est probable que la réalisation du dispositif avec suffisamment de précision soit hors de portée d'une classe d'école primaire.

L'autre moyen évoqué par Édith Saltiel fonctionne aussi mais est beaucoup plus simple à réaliser. Dans ce cas, on utilise la conduction des ondes par les solides (le fil) afin d'éviter leur dispersion dans le milieu tridimensionnel qu'est l'air, et la baisse d'intensité avec la distance qui en résulte. L'onde est transmise de l'air au fil (émetteur), puis le long du fil (transmetteur) et enfin du fil à l'air (récepteur), le fil permettant d'éviter une grande dispersion de l'onde avec la distance.

On peut donc dire que ces deux méthodes visent le même but, mais y parviennent de façon très différente.

Bonjour,

Bien que ce ne soit pas direct, je trouve que la machine à chuchoter et les pots de yaourts utilisent pas mal la voix quand même... Pourquoi pas un téléphone portable dans ce cas ?

Mais il existe une foule d'autres méthodes pour communiquer oui/non que de prendre un ersatz de voix ! Je crois que le but de ce concours est d'initier doucement les élèves au binaire et je pencherais donc pour s'inspirer de cette idée. L'idée de la lumière vert/rouge est un très bon point de départ, de manière générale n'importe quel signal visuel pour lequel on se sera préalablement mis d'accord fonctionne (lever un ou deux bras par exemple). Ou même n'importe quel signal sonore (taper une ou deux fois dans ses mains, morse, etc.)

Et pourquoi pas avoir malgré tout un support matériel visible (je ne parle donc pas de l'air !) ? Par exemple une corde qu'on tire de telle ou telle manière, ou signal électrique le long d'un fil, etc...

J'en ai trop dit, je vous laisse guider vos élèves avec tact sans leur donner la réponse. Je vous souhaite de bien vous amuser avec ce concours !
Elisabeth Massot

Bonjour,

J'ai oublié un détail important hier : il vaut mieux éviter d'utiliser des lasers avec les enfants. Même un laser très peu puissant peut être dangereux, et il vaut mieux ne pas leur donner envie de jouer avec.

Bon concours,
É. M.