Comment jouer à Flûte bouteille
- Choisis un test et lis sur la carte la profondeur de la bouteille, l'eau ou la note voulue.
- Utilise f = v ÷ 4L avec v = 340 m/s et L la colonne d'air en mètres ; les notes plus aiguës sont 3f, 5f…
- Tape ta prédiction et appuie sur Démarrer. Regarde l'air osciller et l'eau couler.
- Compare la ligne d'eau orange avec la vraie, et avec la note sur le graphique.
Tuyaux fermés
Souffler sur l'ouverture d'une bouteille fait vibrer la colonne d'air à l'intérieur à sa propre fréquence, comme une corde ou un tuyau d'orgue. Au bout fermé, le fond ou la surface de l'eau, l'air ne peut pas bouger : c'est un nœud. Au goulot ouvert, il bouge le plus : un ventre. L'onde la plus longue qui tient a un nœud à un bout et un ventre à l'autre, donc la colonne contient un quart de longueur d'onde : λ = 4L et f = v ÷ 4L. Une colonne plus courte donne une note plus aiguë ; c'est pourquoi le son monte quand on verse de l'eau dans une bouteille, et qu'une bouteille qui se remplit sous le robinet sonne de plus en plus aigu. En soufflant plus fort, la colonne peut contenir trois quarts d'onde, puis cinq quarts : un tuyau fermé à un bout ne donne que des multiples impairs, f, 3f, 5f, contrairement à un tuyau ouvert ou à une corde, qui donnent tous les multiples. Les clarinettes, les flûtes de Pan et les tuyaux d'orgue bouchés sont des tuyaux fermés.
Un modèle d'apprentissage ciblé
La bouteille est traitée comme un tube droit fermé au fond ou à la surface de l'eau, avec le son à 340 m/s. Les vraies bouteilles ont un goulot étroit et se comportent en partie comme un résonateur de Helmholtz, et le bout ouvert agit comme s'il était un peu plus long : les vraies notes sont plus graves que f = v ÷ 4L. L'oscillation de l'air est dessinée au ralenti, une par seconde. Les réponses à 2 % près sont justes.