16 Παραδείγματα ερωτήσεων για τα ηχητικά κύματα
1. Ένας θεατής σε έναν αγώνα αυτοκινήτων ακούει διαφορετικούς ήχους (το βρυχηθμό των αυτοκινήτων) καθώς αυτά πλησιάζουν και απομακρύνονται. Ένα μέσο αγωνιστικό αυτοκίνητο παράγει έναν ήχο στα 800 Hz. Αν η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 340 m/s,-1 και η ταχύτητα του αυτοκινήτου είναι 20 ms-1, τότε η συχνότητα που ακούγεται όταν πλησιάζει το αυτοκίνητο είναι….
Α. 805 Hz
Β. 810 Hz
Γύρω στα 815 Hz
Δ. 850 Hz
Α. 875 Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
v s = -20 m/s (αρνητικό επειδή το αυτοκίνητο απομακρύνεται από τον ακροατή)
v p = 0 (ο ακροατής είναι σιωπηλός επειδή παρακολουθεί)
f = 800 Hz
v = 340 m/s
Ερώτηση: Ποια συχνότητα ήχου ακούτε;
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
2. Ένα άτομο κινείται με ταχύτητα 10 m/s −1 προς μια ακίνητη πηγή ήχου με συχνότητα 680 Hz. Αφού φτάσει στην πηγή ήχου, το άτομο απομακρύνεται από την πηγή ήχου με την ίδια ταχύτητα. Εάν η ταχύτητα της πηγής ήχου στον αέρα είναι 340 m/s −1 , τότε η αναλογία των δύο συχνοτήτων που ακούγονται όταν κινείται προς την πηγή προς την όταν απομακρύνεται από την πηγή είναι...
Α. 33/34
Β. 33/35
Γ. 34/35
Δ. 35/33
Ε. 35/34
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
v = 340 m/s
v p = 10 m/s
vs = 0
f = 680 Hz
Ερώτηση: Ποια είναι η αναλογία της συχνότητας του ήχου όταν ο ακροατής πλησιάζει την πηγή ενώ ο ακροατής απομακρύνεται από αυτήν;
Απάντηση:
Ο ακροατής απομακρύνεται από την πηγή:
Σύγκριση συχνοτήτων που ακούγονται:
700 : 660 = 70 : 66 = 35 : 33
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
3. Μια ατμομηχανή τρένου που κινείται με ταχύτητα 72 km/h πλησιάζει μια διάβαση τρένου ενώ ηχεί μια σφυρίχτρα με συχνότητα 1600 Hz. Εάν η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 340 ms-1, τότε η συχνότητα της σφυρίχτρας που ακούει ο φύλακας της διάβασης τρένου είναι ….
Α. 3600 Hz
Β. 3400 Hz
Γύρω στα 1800 Hz
Δ. 1700Hz
E. 1400Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Ταχύτητα της πηγής ήχου (v s ) = 72 km/h = 20 m/s (σε σχέση με το ηχοαγώγιμο μέσο)
Συχνότητα πηγής ήχου (f) = 1600 Hz
Ταχύτητα ήχου στον αέρα (v) = 340 m/s
Ταχύτητα ακροατή (v p ) = 0 (μηδέν επειδή ο ακροατής δεν κινείται)
Ερώτηση: συχνότητα ήχου που ακούει ο φρουρός (f');
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
4. Ένα πυροσβεστικό όχημα κινείται με ταχύτητα 20 ms -1 ενώ ηχεί η σειρήνα του σε συχνότητα 400 Hz (η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 300 ms -1 ). Εάν το πυροσβεστικό όχημα απομακρυνθεί από ένα άτομο που στέκεται στην άκρη του δρόμου, το άτομο αυτό θα ακούσει τη σειρήνα σε συχνότητα….
Α. 375 Hz
Β. 575 Hz
Γύρω στα 600 Hz
Δ. 620 Hz
Α. 725 Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
v s = 20 m/s (θετική επειδή το αυτοκίνητο απομακρύνεται από τον ακροατή)
v p = 0 (σιωπηλός ακροατής στην άκρη του δρόμου)
f = 400 Hz
v = 300 m/s
Ερώτηση: Ποια συχνότητα ήχου ακούτε ;
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
5. Ένα μεγάφωνο από έναν πύργο προειδοποίησης εκπέμπει έναν ήχο με συχνότητα 670 Hz. Ένα αυτοκίνητο πλησιάζει τον πύργο με ταχύτητα 90 km/h. Εάν η ταχύτητα του ήχου στον αέρα εκείνη τη στιγμή είναι 335 m/s, τότε η συχνότητα του ήχου από το μεγάφωνο που ακούει ο οδηγός του αυτοκινήτου είναι…
Α. 900 Hz
Β. 840 Hz
Γ. 800 Hz
Δ. 750 Hz
Α. 720 Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
f = 670 Hz
v s = 0 (πύργος σε ηρεμία)
v p = 90 km/h = 25 m/s (θετική επειδή ο ακροατής πλησιάζει την πηγή ήχου)
v = 335 m/s
Ερώτηση: Ποια είναι η συχνότητα του ήχου που ακούει ο οδηγός (f');
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.
6. Η Ντίνι βρισκόταν στο σταματημένο τρένο Α. Ένα άλλο τρένο (Β) κινείται προς το Α με ταχύτητα 2 ms.-1 ενώ φυσάει μια σφυρίχτρα με συχνότητα 676 Hz. Εάν η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 340 ms-1, τότε η συχνότητα του σφυρίχματος του τρένου Β που άκουσε η Ντίνι ήταν….
Α. 680 Hz
Β. 676 Hz
Γύρω στα 660 Hz
Δ. 656 Hz
Α. 640 Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
v s = -2 m/s (το αρνητικό τρένο Β πλησιάζει το Dini και το τρένο Α
v p = 0 (Η Ντίνι βρίσκεται σε ένα σταματημένο τρένο)
f = 676 Hz
v = 340 m/s
Ερώτηση: Ποια συχνότητα του τρένου Β άκουσε η Ντίνι;
Απάντηση:
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
7. Ένας ποδοσφαιριστής τρέχει με ταχύτητα v p προς έναν ακίνητο διαιτητή ενώ σφυρίζει με συχνότητα f s . Εάν η ταχύτητα του αέρα σε αυτήν την τοποθεσία είναι v, τότε η συχνότητα που ακούει ο παίκτης διατυπώνεται ως….
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
v s = 0 (ο διαιτητής είναι σιωπηλός)
v p = v p (θετικό επειδή πλησιάζει την πηγή ήχου)
f = f s
v = v
Ερώτηση : Ποιος είναι ο τύπος συχνότητας που ακούνε οι ποδοσφαιριστές;
Απάντηση :
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
8. Το ασθενοφόρο Α κινείται με ταχύτητα 0,25 v πίσω από το sedan Β, το οποίο κινείται με ταχύτητα 0,2 v προς την ίδια κατεύθυνση με το A. Εκείνη τη στιγμή, το ασθενοφόρο Α ηχεί τη σειρήνα του στα 1.000 Hz. Εάν η ταχύτητα του ήχου είναι v, η συχνότητα που ακούει ο οδηγός του sedan Β είναι…
Α. 1.500 Hz
Β. 1.250 Hz
Γύρω στα 1.111 Hz
Δ. 1.067 Hz
Α. 1.000 Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
Συχνότητα πηγής ήχου (f) = 1.000 Hz
Ταχύτητα της πηγής ήχου (v s ) = -0,25 v (σε σχέση με το μέσο που μεταφέρει τον ήχο)
Ταχύτητα ήχου (v) = v
Ταχύτητα ακροατή (v p ) = -0,2 v (σε σχέση με το μέσο που μεταφέρει τον ήχο)
Ζητείται : Συχνότητα ήχου που ακούει ο ακροατής (f')
Απάντηση :
Τύπος φαινομένου Ντόπλερ:
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
9. Μια ηχητική πηγή με συχνότητα 640 Hz κινείται προς έναν παρατηρητή με ταχύτητα 20 m/s. Εάν η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 340 m/s και ο παρατηρητής απομακρύνεται από την ηχητική πηγή με ταχύτητα 10 m/s, τότε η συχνότητα του ήχου που ακούει ο παρατηρητής είναι…
Α. 600 Hz
Β. 660 Hz
Γύρω στα 900 Hz
Δ. 980 Hz
Α. 1300 Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
Συχνότητα πηγής ήχου (f) = 640 Hz
Ταχύτητα πηγής ήχου (vs ) = -20 m/s (σε σχέση με τον αέρα ως μέσο αγωγής ήχου)
Ταχύτητα ήχου (v) = 340 m/s (σε σχέση με τον αέρα ως μέσο μετάδοσης ήχου)
Ταχύτητα ακροατή (v p ) = -10 m/s (σε σχέση με τον αέρα ως μέσο αγωγής ήχου)
Ζητείται : Συχνότητα ήχου που ακούει ο ακροατής (f')
Απάντηση :
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
10. Μια ηχητική πηγή κινείται με ταχύτητα 60 m/s αφήνοντας έναν παρατηρητή πίσω της να κινείται στην ίδια κατεύθυνση με την ηχητική πηγή με ταχύτητα 10 m/s. Εάν η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 340 m/s και η συχνότητα της ηχητικής πηγής είναι 800 Hz, τότε η συχνότητα του ήχου που ακούει ο παρατηρητής είναι…
Α. 700 Hz
Β. 800 Hz
Γύρω στα 940 Hz
Δ. 960 Hz
Α. 1.120 Hz
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
Συχνότητα πηγής ήχου (f) = 800 Hz
Ταχύτητα πηγής ήχου (vs ) = 60 m/s (σε σχέση με τον αέρα ως μέσο αγωγής ήχου)
Ταχύτητα ήχου (v) = 340 m/s (σε σχέση με τον αέρα ως μέσο μετάδοσης ήχου)
Ταχύτητα ακροατή (v p ) = 10 m/s (σε σχέση με τον αέρα ως μέσο αγωγής ήχου)
Ζητείται : Συχνότητα ήχου που ακούει ο ακροατής (f')
Απάντηση :
Ένταση ήχου
11. Η ένταση του ήχου στο σημείο P, το οποίο απέχει 3 m από την πηγή ήχου, είναι 10-4 watt /m2 . Το σημείο R απέχει 300 m από την πηγή ήχου. Εάν η ένταση κατωφλίου I0 = 10-12 watt /m2 , τότε η αναλογία των επιπέδων έντασης στα σημεία P και R είναι…
Α. 1:2
Β. 2: 1
Γ. 2:3
Δ. 2: 4
Ε. 3:4
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
Ένταση ήχου στο σημείο P (IP ) = 10 -4 W/m 2
Απόσταση του σημείου P από την πηγή ήχου (rP ) = 3 μέτρα
Απόσταση του σημείου R από την πηγή ήχου (r/ R ) = 300 μέτρα
Ένταση κατωφλίου (Io ) = 10-12 Watt/ m2
Ερώτηση : Σύγκριση επιπέδων έντασης στα σημεία P και R (TI P : TI R )
Απάντηση :
Ο τύπος για τη σχέση μεταξύ έντασης και απόστασης :
Ipr r p2 = I Rr R2
Ένταση ήχου στο R :
(10 -4 )(3 2 ) = (I R )(300 2 )
(10 -4 )(9) = (I R )(90000)
9 x 10 -4 = (I R )(9 x 10 4 )
Υπέρυθρη ακτινοβολία = 9 x 10 -4 : 9 x 10 -4
Υπέρυθρη ακτινοβολία = 10 -8
Η ένταση του ήχου στο σημείο R είναι 10-8 W/ m2.
Σύγκριση του TI στα σημεία P και R :
80 dB : 40 dB
2: 1
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
12. Η ένταση του ήχου στο σημείο Α, το οποίο απέχει 1 μέτρο από την πηγή ήχου, είναι 10 -7 W/m 2. Το σημείο Β απέχει 100 μέτρα από την πηγή ήχου. Εάν η ένταση κατωφλίου είναι 10 -12 W/m 2 , η αναλογία των επιπέδων έντασης στα σημεία Α και Β είναι…
Α. 5:3
Β. 5: 1
Γ. 4:5
Δ. 4: 3
Ε. 3:1
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
Ένταση ήχου στο σημείο A (IA ) = 10-7 W/ m2
Απόσταση του σημείου Α από την πηγή ήχου (r A ) = 1 μέτρα
Απόσταση του σημείου Β από την πηγή ήχου (r/ R ) = 100 μέτρα
Ένταση κατωφλίου (Io ) = 10-12 Watt/ m2
Ερώτηση : Σύγκριση επιπέδων έντασης στα σημεία Α και Β (TI A : TI B )
Απάντηση :
Ο τύπος για τη σχέση μεταξύ έντασης και απόστασης :
I A r A 2 = I B r B 2
Ένταση ήχου στο σημείο Β :
(10 -7 )(1 2 ) = (I B )(100 2 )
(10 -7 )(1) = (I B )(10.000)
1 x 10 -7 = (I B )(1 x 10 4 )
Ι Β = 10 -7 : 10 4
Ι Β = 10 -11
Η ένταση του ήχου στο σημείο R είναι 10-11 W/ m2.
Σύγκριση της Πληροφορικής στα σημεία Α και Β :
50 dB : 10 dB
5: 1
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
13. Τα σημεία Α και Β απέχουν 800 m και 400 m αντίστοιχα από την πηγή ήχου. Εάν στην περιοχή Α ακούτε έναν ήχο με ένταση 10-3 W /m 2 , τότε η αναλογία των επιπέδων έντασης στα σημεία Α και Β είναι... (log 2 = 0,3 και Io = 10-12 W /m 2 )
Α. 11:15
Β. 15: 11
Γ. 15:16
Δ. 16: 11
Ε. 16:15
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι :
Ένταση ήχου στο σημείο A (IA ) = 10-3 W/ m2
Απόσταση του σημείου Α από την πηγή ήχου (r A ) = 800 μέτρα
Απόσταση του σημείου Β από την πηγή ήχου (rB ) = 400 μέτρα
Ένταση κατωφλίου (Io ) = 10-12 Watt/ m2
Λογάριθμος 2 = 0,3
Ερώτηση : Σύγκριση επιπέδων έντασης στα σημεία Α και Β (TI A : TI B )
Απάντηση :
Ο τύπος για τη σχέση μεταξύ έντασης και απόστασης :
I A r A 2 = I B r B 2
Ένταση ήχου στο σημείο Β :
(10 -3 )(800 2 ) = (I B )(400 2 )
(10 -3 )(640.000) = (I B )(160.000)
(10 -3 )(64) = (I B )(16)
(10 -3 )(4) = (I B )(1)
Ι Β = 4 x 10 -3 : 1
Ι Β = 4 x 10 -3
Η ένταση του ήχου στο σημείο Β είναι 4 x 10 -3 W/m 2.
Ο λόγος TI στα σημεία P και R είναι:
90 dB : 96 dB
15: 16
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
Ένταση και επίπεδα έντασης ήχου
14. Πίνακας επιπέδων έντασης για κάθε πηγή ήχου.
| Πηγή ήχου | Επίπεδο έντασης ήχου (TI) |
| Ο ήχος των πουλιών που κελαηδούν | 80 dB |
| Σειρήνα ασθενοφόρου | 100 dB |
| Βροντή (αστραπή) | 160 dB |
Μια μηχανή αυτοκινήτου παράγει επίπεδο έντασης ήχου TI = 70 dB (Io = 10−12 Watt m −2 ). Για να παράγει ο ήχος της μηχανής επίπεδο έντασης ισοδύναμο με τον ήχο μιας σειρήνας ασθενοφόρου, ο αριθμός των κινητήρων του αυτοκινήτου που απαιτούνται είναι….
Α. Μηχανή 20.00
Β. Μηχανή 30.00
Γ. 100.0 μηχανήματα
Δ. 1.000 μηχανήματα
Ε. 3.000 μηχανήματα
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
TI αυτοκινήτου = 70 dB
Ασθενοφόρο TI = 100 dB
Io = 10-12 Watt/m2
Ερωτηθείς Πόσες μηχανές αυτοκινήτων πρέπει να είναι ίσες με την πληροφορική ενός αυτοκινήτου και με την πληροφορική ενός ασθενοφόρου;
Jawab :
Ασθενοφόρο TI = αυτοκίνητο TI + 10 log x
100 = 70 + 10 log x
100 – 70 = 10 log x
30 = 10 log x
30 / 10 = λογαριθμική τιμή x
3 = λογάριθμος x
Αντιλογάριθμος 3 = x
103 =x
1000 = x
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
15. Μια πηγή ήχου έχει επίπεδο έντασης 60 dB (Io = 10 – 12 watt m –2 ). Όταν ακούγονται ταυτόχρονα 100 πηγές του ίδιου ήχου, το προκύπτον επίπεδο έντασης ήχου είναι...
Α. 62 dB
Β. 80 dB
Γ. 82 dB
Δ. 100 dB
Ε. 160 dB
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
TI = 60 dB
Io = 10-12 W / m2
x = 100
Ερωτηθείς Πηγή ήχου TI 100;
Jawab :
Πηγές ήχου TI 100 = μηχανή TI 1 + 10 log x
TI = 60 + 10 log 100
TI = 60 + 10 log 102
TI = 60 + (2)(10)(λογάριθμος 10)
TI = 60 + 20
TI = 80 dB
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
Φαινόμενο Ντόπλερ
16. Ένας ποδοσφαιριστής τρέχει με ταχύτητα vp προς τον διαιτητή που ήταν σιωπηλός ενώ σφύριζε με συχνότητα fsΑν η ταχύτητα του αέρα σε αυτήν την τοποθεσία είναι v, τότε η συχνότητα που ακούει ο παίκτης διατυπώνεται ως….
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
vs = 0 (ο διαιτητής σιωπά)
vp = vp (θετικό επειδή είναι κοντά στην πηγή του ήχου)
f = fs
v = v
Ερωτηθείς Ποιος είναι ο τύπος συχνότητας που ακούνε οι ποδοσφαιριστές;
Jawab :
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
Πηγή ερώτησης:
Ερωτήσεις Φυσικής για Πανελλαδικές Εξετάσεις Λυκείου/Επαγγελματικού Λυκείου
