Fórmula de l'ona sonora

Exemples de preguntes i fórmules d'ones sonores

Intensitat del so

1. El nivell d'intensitat d'un so indica el valor logarítmic de...

1. La comparació entre la potència d'un lloc i la potència produïda per una font sonora
2. La intensitat d'un so per unitat de superfície
3. La intensitat d'un so a una certa distància de la seva font
4. La comparació entre la intensitat d'un so i la intensitat del llindar d'audició humana

Discussió

Fórmula del nivell d'intensitat sonora:
Descripció de la fórmula: TI = nivell d'intensitat, I = intensitat d'un so, I_o = intensitat del llindar d'audició humana = 10^-12 W / m²
Basant-nos en la fórmula anterior, es pot concloure que el nivell d'intensitat d'un so indica el valor logarítmic de la comparació entre la intensitat d'un so i la intensitat del llindar d'audició humana.
La resposta correcta és D.

2. La intensitat d'un so és de 6 x 10⁻⁶ ^W /cm² ^. Si el nivell d'intensitat augmenta en 10 dB, la intensitat esdevé…

1. 6 10 x^-5 Alçada / cm²
2. 6 10 x^-7 Alçada / cm²
3. 3 10 x^-6 Alçada / cm²
4. 12 10 x^-6 Alçada / cm²

Discussió
Se sap que:
Intensitat (I) = 6 x 10^-6 Alçada / cm²
Intensitat llindar (I_o) = 10^-12 W / m² = 10^-12 W/10⁴ cm² = 10^-16 Alçada / cm²
Preguntat: Si TI s'augmenta en 10 dB, aleshores I esdevé….
Resposta:
Increment de la intensitat sonora en 10 W/m² = 10^-3 Alçada / cm² equivalent a augmentar el nivell d'intensitat sonora en 10 dB.² W / m² = 10^-2 Alçada / cm² equivalent a augmentar el nivell d'intensitat sonora en 20 dB. I així successivament.

Si el nivell d'intensitat s'augmenta en 10 dB, la intensitat augmenta en 10^-3 Alçada / cm². Així doncs, la intensitat esdevé (6 x 10^-6 Alçada / cm²) + (10^-4 Alçada / cm²) = (6 x 10^-6 Alçada / cm²) + (100 x 10^-6 Alçada / cm²) = 100 x 10^-6 Alçada / cm².
No hi ha una resposta correcta.

Ressonància d'ona sonora

3. Mira la imatge següent!
Després que el diapasó A vibri amb el batedor, el diapasó B també vibra. Aquest esdeveniment es produeix perquè...

1. El diapasó A té la mateixa amplitud que el diapasó B
2. Ambdós diapasons utilitzen la mateixa caixa de ressonància.
3. El diapasó B té la mateixa freqüència que el diapasó A
4. El color del so produït pels dos diapasons és el mateix.

Discussió
Després de ser vibrat pel batedor, el diapasó A fa vibrar l'aire que l'envolta de manera que l'aire també vibra amb la mateixa freqüència. Aleshores, l'aire vibra el diapasó B. El diapasó B bàsicament també vibra amb la seva freqüència natural, però la seva amplitud de vibració és molt petita i la seva vibració no es pot veure a ull nu. Com que la freqüència natural del diapasó B és la mateixa que la freqüència de vibració de l'aire i la freqüència del diapasó A, les molècules d'aire augmenten l'amplitud de vibració del diapasó B. El diapasó B sembla vibrar perquè la seva amplitud de vibració es pot veure a ull nu.
La resposta correcta és C.

4. Un tub de ressonància produeix un brunzit fort per primera vegada quan la longitud de la columna d'aire és de 17 cm i un brunzit fort per segona vegada quan la longitud de la columna d'aire és de 51 cm. Si la freqüència del diapasó utilitzat és de 500 Hz, la velocitat de propagació de l'aire al tub és...

1. 138 m / s
2. 230 m / s
3. 340 m / s
4. 461 m / s

Discussió
La forma del tub de ressonància és que un extrem està obert i l'altre extrem està tancat, de manera que la distància entre els punts del vèrtex i l'antinode respectivament = longitud mínima del tub = ¼ λ = λ/4.
Fórmula per a la longitud d'un cilindre:
La distància entre els punts nodals i els antinodes en tubs de ressonància d'extrem obert i tancat es compleix quan n és un nombre senar.   
 
Longitud d'ona per a n₁ = 1 i L = 0,17 metres:
Longitud d'ona per a n₂ = 3 i L = 0,51 metres:
La resposta correcta és C.

Velocitat de les ones sonores

5. Per mesurar la profunditat de l'oceà, un vaixell emet ones ultrasòniques cap al fons marí. Les ones reflectides són rebudes per un detector del vaixell 12 segons més tard. Si la velocitat de les ones ultrasòniques a l'aigua és de 1200 m/s, es pot concloure que la profunditat de l'oceà és...

1. 7,2 quilòmetres
2. 14,4 quilòmetres
3. 21,6 quilòmetres
4. 28,8 quilòmetres

Discussió
Se sap que:
L'ona reflectida és rebuda pel detector de la nau en 12 segons. Per tant, 12 segons és el temps d'anada i tornada.
Interval de temps (t) = 12 segons / 2 = 6 segons
La velocitat de les ones ultrasòniques a l'aigua (v) = 1200 m/s
Preguntat: Profunditat del mar (s)
Resposta:
Profunditat del mar (s):
s = vt
s = (1200 metres/segon)(6 segons) = 7200 metres = 7,2 quilòmetres
La resposta correcta és A.

6. Se sent un tro 8 segons després de veure un llamp. Si la velocitat de la llum és de 3 x 108 ^m /s i la velocitat del so a l'aire és de 340 m/s, aleshores la distància entre la font del llamp i l'oient es pot estimar com a...

1. 1,82 quilòmetres
2. 2,72 quilòmetres
3. 4,25 quilòmetres
4. 7,24 quilòmetres

Discussió
Se sap que:
Interval de temps (t) del moviment sonor = 8 segons
Velocitat de la llum (v llum) = 3 x 10⁸ metres/segon
Velocitat del so a l'aire (v so) = 340 metres/segon
Preguntat: Distància entre la font del llamp i l'oient
Resposta:
La velocitat de la llum és tan gran que es pot considerar que l'aparició i la caiguda d'un llamp es produeixen alhora.
Distància des de la font del llamp fins a l'oient:
s = vt = (340 metres/segon)(8 segons) = 2720 metres = 2,72 km
La resposta correcta és B.

7. En un lloc determinat, un observador sent un tro 16,2 segons després de l'aparició del llamp. Si la velocitat de la llum a l'aire és de 3 x 10⁶ ^m /s i la velocitat del so a l'aire en aquest moment és de 343 m/s, aleshores la distància estimada entre la ubicació del llamp i l'observador és aproximadament….

1. 5,5 quilòmetres
2. 12,5 quilòmetres
3. 25 quilòmetres
4. 55 quilòmetres

Discussió
Se sap que:
Interval de temps (t) del moviment sonor = 16,2 segons
Velocitat de la llum (v llum) = 3 x 10⁸ metres/segon
Velocitat del so a l'aire (v so) = 343 metres/segon
Preguntat: Distància entre la ubicació del llamp i l'observador
Resposta:
La velocitat de la llum és tan gran que es pot considerar que l'aparició i la caiguda d'un llamp es produeixen alhora.
Distància des de la font del llamp fins a l'oient:
s = vt = (343 metres/segon)(16,2 segons) = 5556,6 metres = 5,5 km
La resposta correcta és A.

Freqüència de l'ona sonora

8. La nota Do produïda per una corda de guitarra i la nota Do produïda per un piano tenen similituds en què...

1. freqüència sonora
2. color del so
3. amplitud del so
4. intensitat del so

Discussió
La nota Do d'una corda de guitarra i la nota Do d'un piano tenen similituds pel que fa a la freqüència o el to del so.
La resposta correcta és A.

Propagació de les ones sonores

9. Durant el dia, l'aire més a prop del terra té una temperatura més alta que l'aire més llunyà del terra. A la nit, passa el contrari; l'aire més a prop del terra té una temperatura més baixa que l'aire més llunyà del terra. Per tant...

1. Durant el dia, el so viatja més cap amunt que horitzontalment
2. A la nit, el so viatja més cap amunt que horitzontalment
3. De dia o de nit, el so viatja en totes direccions.
4. De dia i de nit, el so viatja més horitzontalment que cap amunt

Discussió
Durant el dia, l'aire més a prop del terra té una temperatura més alta que l'aire més llunyà del terra. En altres paraules, durant el dia, l'aire més a prop del terra és més calent que l'aire més llunyà del terra. L'aire més calent té una densitat més baixa, de manera que es mou cap amunt més fàcilment. Per tant, durant el dia, l'aire es mou més cap amunt. El so viatja a través de l'aire i el so viatja en totes direccions. Tanmateix, com que l'aire es mou més cap amunt durant el dia, el so també viatja més cap amunt.

Per contra, a la nit, l'aire no es mou tant cap amunt, de manera que el so no viatja tant cap amunt. És per això que els sons distants es poden sentir a la nit, mentre que els sons distants són difícils de sentir durant el dia.
La resposta correcta és A.