16 příkladů otázek o zvukových vlnách
1. Divák na automobilovém závodě slyší různé zvuky (řev aut), jak se auta přibližují a vzdalují. Průměrné závodní auto vydává zvuk o frekvenci 800 Hz. Pokud je rychlost zvuku ve vzduchu 340 m/s,-1 a rychlost auta je 20 ms-1, pak frekvence slyšitelná při přibližování auta je….
A. 805 Hz
B. 810 Hz
C. 815 Hz
D. 850 Hz
E. 875 Hz
Diskuse
Je známo, že:
v s = -20 m/s (záporné, protože se auto vzdaluje od posluchače)
v p = 0 (posluchač mlčí, protože se dívá)
f = 800 Hz
v = 340 m/s
Otázka: Jakou frekvenci zvuku slyšíte?
Odpověď:
Správná odpověď je D.
2. Osoba se pohybuje rychlostí 10 m/s −1 směrem ke stacionárnímu zdroji zvuku o frekvenci 680 Hz. Po dosažení zdroje zvuku se osoba od zdroje zvuku stejnou rychlostí vzdaluje. Pokud je rychlost zdroje zvuku ve vzduchu 340 m/s −1 , pak je poměr dvou frekvencí slyšitelných při pohybu směrem ke zdroji a při vzdalování se od zdroje...
A. 33/34
B. 33/35
C. 34. září
D. 35/33
E. 35/34
Diskuse
Je známo, že:
v = 340 m/s
vp = 10 m/ s
vs = 0
f = 680 Hz
Otázka: Jaký je poměr zvukových frekvencí, když se posluchač přibližuje ke zdroji, a když se od něj vzdaluje?
Odpověď:
Posluchač se vzdaluje od zdroje:
Porovnání slyšených frekvencí:
700 : 660 = 70 : 66 = 35 : 33
Správná odpověď je D.
3. Lokomotiva jedoucí rychlostí 72 km/h se blíží k železničnímu přejezdu a vydává pískání o frekvenci 1600 Hz. Pokud je rychlost zvuku ve vzduchu 340 ms-1, pak frekvence pískání slyšeného průvodčím na přejezdu je ….
A. 3600 Hz
B. 3400 Hz
C. 1800 Hz
D. 1700 Hz
E. 1400 Hz
Diskuse
Je známo, že:
Rychlost zdroje zvuku (v s ) = 72 km/h = 20 m/s (vzhledem k vodivému prostředí)
Frekvence zdroje zvuku (f) = 1600 Hz
Rychlost zvuku ve vzduchu (v) = 340 m/s
Rychlost posluchače (vp ) = 0 (nula, protože posluchač se nepohybuje)
Otázka: frekvence zvuku slyšeného strážným (f')?
Odpověď:
Správná odpověď je D.
4. Hasičský vůz se pohybuje rychlostí 20 ms -1 a houká siréna s frekvencí 400 Hz (rychlost zvuku ve vzduchu je 300 ms -1 ). Pokud se hasičský vůz vzdálí od osoby stojící na kraji silnice, uslyší tato osoba sirénu s frekvencí….
A. 375 Hz
B. 575 Hz
C. 600 Hz
D. 620 Hz
E. 725 Hz
Diskuse
Je známo, že:
v s = 20 m/s (kladná, protože se auto pohybuje směrem od posluchače)
v p = 0 (tichý posluchač na kraji silnice)
f = 400 Hz
v = 300 m/s
Otázka: Jakou frekvenci zvuku slyšíte?
Odpověď:
Správná odpověď je A.
5. Reproduktor z výstražné věže vydává zvuk o frekvenci 670 Hz. Auto se blíží k věži rychlostí 90 km/h. Pokud je rychlost zvuku ve vzduchu v tomto okamžiku 335 m/s, pak je frekvence zvuku z reproduktoru, který slyší řidič auta,…
A. 900 Hz
B. 840 Hz
cca 800 Hz
D. 750 Hz
E. 720 Hz
Diskuse
Je známo, že:
f = 670 Hz
v s = 0 (věž v klidu)
v p = 90 km/h = 25 m/s (kladné, protože posluchač se blíží ke zdroji zvuku)
v = 335 m/s
Otázka: Jaká je frekvence zvuku slyšeného řidičem (f')?
Odpověď:
Správná odpověď je E.
6. Dini jel v zastaveném vlaku A. Jiný vlak (B) se pohybuje směrem k vlaku A rychlostí 2 ms.-1 při pískání na píšťalku s frekvencí 676 Hz. Pokud je rychlost zvuku ve vzduchu 340 ms-1, pak frekvence hvízdání vlaku B, které Dini slyšel, byla….
A. 680 Hz
B. 676 Hz
C. 660 Hz
D. 656 Hz
E. 640 Hz
Diskuse
Je známo, že:
v s = -2 m/s (záporný vlak B se blíží k Dini a vlak A
v p = 0 (Dini je v zastaveném vlaku)
f = 676 Hz
v = 340 m/s
Otázka: Jakou frekvenci vlaku B slyšel Dini?
Odpověď:
Správná odpověď je A.
7. Fotbalista běží rychlostí v p směrem k stojícímu rozhodčímu a zároveň píská na píšťalku s frekvencí f s . Pokud je rychlost vzduchu v tomto místě v, pak je frekvence slyšená hráčem formulována jako….
Diskuse
Je známo, že :
v s = 0 (rozhodčí mlčí)
v p = v p (kladné, protože se blíží ke zdroji zvuku)
f = fs
v=v
Otázka : Jaký je vzorec pro výpočet frekvence slyšené fotbalisty?
Odpověď :
Správná odpověď je A.
8. Sanitka A se pohybuje rychlostí 0,25 v za sedanem B, který se pohybuje rychlostí 0,2 v ve stejném směru jako A. V tu chvíli sanitka A spustí sirénu s frekvencí 1 000 Hz. Pokud je rychlost zvuku v, frekvence, kterou slyší řidič sedanu B, je…
A. 1.500 Hz
B. 1.250 Hz
C. 1.111 Hz
D. 1.067 Hz
E. 1.000 Hz
Diskuse
Je známo, že :
Frekvence zdroje zvuku (f) = 1 000 Hz
Rychlost zdroje zvuku (v s ) = -0,25 v (vzhledem k médiu, kterým se zvuk šíří)
Rychlost zvuku (v) = v
Rychlost posluchače (vp ) = -0,2 v (vzhledem k médiu, kterým se zvuk šíří)
Hledaná frekvence zvuku slyšeného posluchačem (f')
Odpověď :
Vzorec pro Dopplerův jev:
Správná odpověď je D.
9. Zdroj zvuku s frekvencí 640 Hz se pohybuje směrem k pozorovateli rychlostí 20 m/s. Pokud je rychlost zvuku ve vzduchu 340 m/s a pozorovatel se od zdroje zvuku vzdaluje rychlostí 10 m/s, pak je frekvence zvuku slyšeného pozorovatelem…
A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1300 Hz
Diskuse
Je známo, že :
Frekvence zdroje zvuku (f) = 1 000 Hz
Rychlost zdroje zvuku (v s ) = -20 m/s (vzhledem ke vzduchu jako zvukovodivému médiu)
Rychlost zvuku (v) = 340 m/s (vzhledem ke vzduchu jako zvukovému přenosovému médiu)
Rychlost posluchače (vp ) = -10 m/s (vzhledem ke vzduchu jako zvukovodivému médiu)
Hledaná frekvence zvuku slyšeného posluchačem (f')
Odpověď :
Správná odpověď je B.
10. Zdroj zvuku se pohybuje rychlostí 60 m/s a za sebou nechává pozorovatele, který se pohybuje ve stejném směru jako zdroj zvuku rychlostí 10 m/s. Pokud je rychlost zvuku ve vzduchu 340 m/s a frekvence zdroje zvuku je 800 Hz, pak je frekvence zvuku slyšeného pozorovatelem…
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz
Diskuse
Je známo, že :
Frekvence zdroje zvuku (f) = 1 000 Hz
Rychlost zdroje zvuku (v s ) = 60 m/s (vzhledem ke vzduchu jako zvukovodivému médiu)
Rychlost zvuku (v) = 340 m/s (vzhledem ke vzduchu jako zvukovému přenosovému médiu)
Rychlost posluchače (vp ) = 10 m/s (vzhledem ke vzduchu jako zvukovodivému médiu)
Hledaná frekvence zvuku slyšeného posluchačem (f')
Odpověď :
Intenzita zvuku
11. Intenzita zvuku v bodě P, který je 3 m od zdroje zvuku, je 10⁻⁴ wattů /m² . Bod R je od zdroje zvuku vzdálen 300 m. Pokud je prahová intenzita I0 = 10⁻¹² wattů /m² , pak je poměr úrovní intenzity v bodech P a R…
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 2:3
O. 2:4
E. 3:4
Diskuse
Je známo, že :
Intenzita zvuku v bodě P (IP ) = 10⁻⁴ W/ m²
Vzdálenost bodu P od zdroje zvuku (rP ) = 3 metry
Vzdálenost bodu R od zdroje zvuku (r R ) = 300 metrů
Prahová intenzita (Io ) = 10⁻¹² W/ m²
Otázka : Porovnání úrovní intenzity v bodech P a R (TI P : TI R )
Odpověď :
Vzorec pro vztah mezi intenzitou a vzdáleností :
Ip r p² = I R r R²
Intenzita zvuku při R :
( 10-4 )(3² ) = ( IR )( 300² )
( 10-4 )(9) = ( IR )(90000)
9 × 10⁻⁴ = ( IR )(9 × 10⁻⁴ )
IR = 9 × 10⁻⁴ : 9 × 10⁻⁴
IR = 10⁻⁶
Intenzita zvuku v bodě R je 10 -8 W/ m².
Porovnání TI v bodech P a R :
80 dB : 40 dB
2 : 1
Správná odpověď je B.
12. Intenzita zvuku v bodě A, který je 1 metr od zdroje zvuku, je 10⁻⁷ W /m² . Bod B je od zdroje zvuku vzdálen 100 metrů. Pokud je prahová intenzita 10⁻¹² W /m² , poměr úrovní intenzity v bodech A a B je…
A. 5 : 3
B. 5 : 1
C. 4:5
O. 4:3
E. 3:1
Diskuse
Je známo, že :
Intenzita zvuku v bodě A (IA ) = 10⁻³ W/ m²
Vzdálenost bodu A od zdroje zvuku (r A ) = 1 metrů
Vzdálenost bodu B od zdroje zvuku (r R ) = 100 metrů
Prahová intenzita (Io ) = 10⁻¹² W/ m²
Otázka : Porovnání úrovní intenzity v bodech A a B (TI A : TI B )
Odpověď :
Vzorec pro vztah mezi intenzitou a vzdáleností :
I A r A 2 = I B r B 2
Intenzita zvuku v bodě B :
(10-7 ) (1² ) = (I B )( 100² )
(10 -7 )(1) = (I B )(10.000)
1 × 10⁻⁷ = (I B )(1 × 10⁴ )
I B = 10⁻⁷ : 10⁴
I B = 10 -11
Intenzita zvuku v bodě R je 10 -11 W/ m².
Porovnání IT v bodech A a B :
50 dB : 10 dB
5 : 1
Správná odpověď je B.
13. Body A a B jsou od zdroje zvuku vzdáleny 800 m, respektive 400 m. Pokud v oblasti A slyšíte zvuk s intenzitou 10⁻³ W /m² , pak je poměr úrovní intenzity v bodech A a B... (log² = 0,3 a Io = 10⁻¹² W / m² )
A. 11 : 15
B. 15 : 11
C. 15:16
O. 16:11
E. 16:15
Diskuse
Je známo, že :
Intenzita zvuku v bodě A (IA ) = 10⁻³ W/ m²
Vzdálenost bodu A od zdroje zvuku (r A ) = 800 metrů
Vzdálenost bodu B od zdroje zvuku (r B ) = 400 metrů
Prahová intenzita (Io ) = 10⁻¹² W/ m²
Log2 = 0,3
Otázka : Porovnání úrovní intenzity v bodech A a B (TI A : TI B )
Odpověď :
Vzorec pro vztah mezi intenzitou a vzdáleností :
I A r A 2 = I B r B 2
Intenzita zvuku v bodě B :
(10-3 ) (800² ) = (I B )( 400² )
(10 -3 )(640.000) = (I B )(160.000)
(10 -3 )(64) = (I B )(16)
(10 -3 )(4) = (I B )(1)
I B = 4 × 10⁻³ : 1
I B = 4 x 10⁻³
Intenzita zvuku v bodě B je 4 x 10⁻³ W/ m².
Poměr TI v bodech P a R je:
90 dB : 96 dB
15 : 16
Správná odpověď je C.
Intenzita a úrovně intenzity zvuku
14. Tabulka úrovní intenzity pro každý zdroj zvuku.
| Zdroj zvuku | Hladina intenzity zvuku (TI) |
| Zvuk štěbetání ptáků | 80 dB |
| Siréna sanitky | 100 dB |
| Hrom (blesk) | 160 dB |
Motor automobilu produkuje hladinu intenzity zvuku TI = 70 dB (I o = 10 −12 W m −2 ). Aby zvuk motoru produkoval úroveň intenzity ekvivalentní zvuku sirény sanitky, je potřeba počet motorů automobilu….
Automat A. 20.00
Stroj B. 30.00
Stroje cca 100.0
D. 1 000 strojů
E. 3 000 strojů
Diskuse
Je známo :
Hladina akustického tlaku v autě = 70 dB
TI sanitky = 100 dB
Io = 10-12 Watt/m2
Zeptal se Kolik motorů automobilu by mělo mít osobní auto stejné IT jako sanitka?
Jawab :
TI sanitky = TI auta + 10 log x
100 = 70 + 10 log x
100 – 70 = 10 logaritmů x
30 = 10 logaritmů x
30 / 10 = logaritmický x
3 = logaritmický x
Antilogaritmus 3 = x
103 =x
1000 = x
Správná odpověď je D.
15. Zdroj zvuku má hladinu intenzity 60 dB (I o = 10 – 12 wattů m –2 ). Pokud současně zní 100 zdrojů stejného zvuku, výsledná hladina intenzity zvuku je...
A. 62 dB
B. 80 dB
cca 82 dB
D. 100 dB
E. 160 dB
Diskuse
Je známo :
TI = 60 dB
Io = 10-12 W / m2
x = 100
Zeptal se Zdroj zvuku TI 100?
Jawab :
TI 100 zdrojů zvuku = TI 1 stroj + 10 log x
TI = 60 + 10 log 100
TI = 60 + 10 log 102
TI = 60 + (2)(10)(log 10)
TI = 60 + 20
TI = 80 dB
Správná odpověď je B.
Dopplerův jev
16. Fotbalista běží rychlostí vp směrem k rozhodčímu, který mlčel, zatímco pískal s frekvencí fsPokud je rychlost vzduchu v daném místě v, pak je frekvence slyšená hráčem formulována jako….
Diskuse
Je známo :
vs = 0 (rozhodčí mlčí)
vp = vp (pozitivní, protože je blízko zdroje zvuku)
f = fs
v=v
Zeptal se Jaký je vzorec pro výpočet frekvence, kterou slyší fotbalisté?
Jawab :
Správná odpověď je A.
Zdroj otázky:
Otázky z fyziky k celostátní zkoušce pro středoškolské/odborné gymnázium
