Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις

1. Τα σημεία Α και Β βρίσκονται σε απόσταση 4 μέτρων και 9 μέτρων από μια πηγή του ήχου. Αν I A και I B είναι η ένταση στο σημείο Α και στο σημείο Β, τότε I A : I B =…

Γνωστό:

Η απόσταση του σημείου Α από μια πηγή ήχου (rA ) = 4 μέτρα

Απόσταση του σημείου Β από την πηγή του ήχου (rB ) = 9 μέτρα

Η ένταση του ήχου στο σημείο A = I A

Η ένταση του ήχου στο σημείο Β = I B

Ζητούνται: I A : I B

Λύση:

I A r A 2 = I B r B 2

Ι Α 4 2 = Ι Β 9 2

Ι Α 16 = Ι Β 81

Ι Α / Ι Β = 81/16

2. Η ένταση μιας πηγής ήχου είναι 10 −9 Wm −2 . Io = 10 −12 Wm −2 . Ποια είναι η ηχητική στάθμη 10 πηγών ήχων;

Λύση:

Γνωστό:

I = 10 -9 W/ m2

I o = 10 -12 W/ m2

x = 10

Γνωστό: Στάθμη ήχου (β)

Λύση:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 1

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 2

3. Η ηχητική στάθμη μιας πηγής ήχου είναι 10 dB. Ποια είναι η ένταση 1000 πηγών ήχου; Η ελάχιστη ένταση Io = 10 −12 Wm −2.

Γνωστό:

β = 10 dB

I o = 10 -12 W/ m2

x = 1000

Ζητείται : Ένταση

Λύση:

Η ένταση μιας πηγής ήχου:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 3

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 4

Η ένταση 1000 πηγών ήχου:

Ι = (1000)(10-11 ) = ( 103 )( 10-11 )

I = 10 -8 W/ m2

4. Η ηχητική στάθμη του A είναι 40 dB και η ηχητική στάθμη του B είναι 60 dB. Io = 10-12 W m -2 . Προσδιορίστε 100β A : 10β B.

Γνωστό:

Η ηχητική στάθμη του A = 40 dB

Η ηχητική στάθμη B = 60 dB

Ι ο = 10-12 W m -2.

Ζητείται : 100β A : 10β B

Λύση:

Η στάθμη θορύβου των 100 A:

β = 40 + 10 log 100

β = 40 + 10 log 10 2

β = 40 + (2)(10)(λογάριθμος 10)

β = 40 + (2)(10)(1)

β = 40 + 20

β = 60 dB

Η στάθμη θορύβου των 10 B:

β = 60 + 10 log 10

β = 60 + 10 log 10 1

β = 60 + (1)(10)(λογάριθμος 10)

β = 60 + (1)(10)(1)

β = 60 + 10

β = 70 dB

β Α : β Β

60: 70

6: 7

5. Αν το σημείο P είναι η πηγή του ήχου, τότε ο λόγος της έντασης του ήχου στα σημεία S, R και Q είναι …

Γνωστό:

Η απόσταση του σημείου Q από την πηγή ήχου (rQ) = 3 μέτραΈνταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 10

Η απόσταση του σημείου R από την πηγή ήχου (r/ R ) = 6 μέτρα

Η απόσταση του σημείου S από την πηγή ήχου (rS ) = 5 μέτρα

Ένταση ήχου στο σημείο Q = I Q

Ένταση ήχου στο σημείο R = I R

Ένταση ήχου στο σημείο S = I S

Ζητείται: Σύγκριση της έντασης του ήχου στα σημεία S, R και Q (I S : I R : I Q )

Λύση:

Ένταση ήχου στο σημείο S:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 11

Ένταση ήχου στο σημείο R:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 12

Ένταση ήχου στο σημείο Q :

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 13

Σύγκριση της έντασης του ήχου στα σημεία S, R και Q:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 14

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 15

6. Το σημείο Α είναι το P από την πηγή ήχου, το σημείο Β είναι το 2P από την πηγή ήχου και το σημείο C είναι το 4P από την πηγή ήχου. Η σύγκριση της έντασης του ήχου στα σημεία A, B και C είναι …

Γνωστό:

Απόσταση σημείου Α από την πηγή ήχου (r A ) = P

Απόσταση σημείου Β από την πηγή ήχου (rB ) = 2P

Απόσταση σημείου C από την πηγή ήχου (rC ) = 4P

Ένταση ήχου στο σημείο A = I A

Ένταση ήχου στο σημείο Β = I B

Ένταση ήχου στο σημείο C = I C

Ζητείται: Σύγκριση της έντασης του ήχου στα A, B και C (I A : I B : I C )

Λύση:

Ένταση ήχου στο σημείο Α:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 16

Ένταση ήχου στο σημείο Β:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 17

Ένταση ήχου στο σημείο t C:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 18

Σύγκριση της έντασης του ήχου στα σημεία A, B και C:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 19

7. Συνολικά 100 άτομα τραγουδούσαν. Αν η ένταση του ήχου ενός μαθητή όταν τραγουδάει είναι 40 dB (υποθέτοντας ότι για κάθε παιδί είναι η ίδια), τότε η ένταση του ήχου που προκύπτει είναι … (Io = 10 -12 Wm -2 )

Γνωστό:

Επίπεδο έντασης ενός μαθητή (TI) = 40 dB

I o = 10 -12 W/ m2

Ο αριθμός των μαθητών (x) = 100

Ζητείται: Η ένταση του ήχου για 100 μαθητές

Λύση:

Ένταση ήχου ενός μαθητή:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 20

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 21

Ένταση ήχου 100 μαθητών:

Ι x = (x)(Ι)

Ι x = (100)(10-8 ) = ( 102 )( 10-8 )

I x = 10 -6 W/ m2

8. Η ένταση του ήχου 100 πανομοιότυπων μηχανών είναι 10-7 Watt.m -2 . Αν Io = 10-12 Watt.m - 2 , τότε η στάθμη της έντασης του ήχου μιας μηχανής είναι…

Γνωστό:

Ένταση ήχου 100 μηχανημάτων (I x ) = 10 -7 Watt.m -2

I o = 10 -12 W/ m2

Ο αριθμός των μηχανών (x) = 100 = 10 2

Ζητούμενο : Η στάθμη έντασης ήχου μιας μηχανής (TI)

Λύση:

Ένταση ήχου μιας μηχανής:

Ι x = (x)(Ι)

10 -7 = (10 2 )(I)

Ι = 10 -7 / 10 2 = (10 -7 )(10 -2 ) = 10 -9

Το επίπεδο έντασης ήχου μιας μηχανής (TI):

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 22

9. Η ένταση του ήχου μιας πηγής ήχου είναι 6 x 10-6 W /cm 2. Εάν η στάθμη έντασης του ήχου αυξηθεί κατά 10 db, προσδιορίστε την ένταση του ήχου.

Γνωστό:

Ένταση (I) = 6 x 10 -6 W/ cm2

I o = 10 -12 W/m 2 = 10 -12 W / 10 4 cm 2 = 10 -16 W/cm 2

Ζητείται: Η ένταση του ήχου

Λύση:

Η προσθήκη της έντασης ήχου 10 W/m 2 = 10 -3 W/cm 2 ισοδυναμεί με την προσθήκη της στάθμης έντασης ήχου 10 dB. Η προσθήκη της έντασης ήχου 10 2 W/m 2 = 10 -2 W/cm 2 ισοδυναμεί με την προσθήκη της στάθμης έντασης ήχου 20 dB. Και ούτω καθεξής.

Εάν το επίπεδο έντασης αυξηθεί κατά 10 dB, η ένταση αυξάνεται κατά 10-3 W /cm2 . Έτσι, η ένταση γίνεται 6 x 10-6 W/cm2) + (10-4 W / cm2 ) = ( 6 x 10-6 W / cm2 ) + (100 x 10-6 W /cm2 ) = 106 x 10-6 W/ cm2.

10. Ο παρατηρητής Α βρίσκεται 5 μέτρα μακριά από μια ηχητική πηγή. Ενώ ο παρατηρητής Β βρίσκεται 10 μέτρα μακριά από την ίδια ηχητική πηγή. Έτσι, η αναλογία της έντασης του ήχου που ακούνε οι παρατηρητές Β και Α είναι…

Γνωστό:

Η απόσταση του A από την πηγή του ήχου (r A ) = 5 μέτρα

Η απόσταση του Β από την πηγή του ήχου (rB ) = 10 μέτρα

Ζητείται: Η αναλογία έντασης ήχου που ακούνε οι παρατηρητές Β και Α

Λύση:

Ένταση ήχου – προβλήματα και λύσεις 11

Ι Β : Ι Α = 1 : 4

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

  1. Τι είναι η ένταση του ήχου και πώς διαφέρει από την ένταση;
    • ΑπάντησηΗ ένταση του ήχου είναι ένα μέτρο της ηχητικής ισχύος ανά μονάδα επιφάνειας, που συνήθως μετριέται σε βατ ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m2). Η ένταση, από την άλλη πλευρά, είναι μια υποκειμενική αντίληψη της ισχύος ενός ήχου, η οποία συνήθως μετριέται σε ντεσιμπέλ (dB). Ενώ η ένταση είναι μια αντικειμενική, φυσική μέτρηση, η ένταση είναι μια υποκειμενική εμπειρία που μπορεί να διαφέρει μεταξύ των ατόμων.
  2. Πώς σχετίζεται ο νόμος του αντίστροφου τετραγώνου με την ένταση του ήχου;
    • ΑπάντησηΟ νόμος του αντίστροφου τετραγώνου ορίζει ότι η ένταση του ήχου μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή. Αυτό σημαίνει ότι καθώς απομακρύνεστε από την πηγή, η ένταση μειώνεται γρήγορα.
  3. Γιατί δύο ήχοι με την ίδια ένταση δεν έχουν απαραίτητα την ίδια αντιληπτή ένταση;
    • ΑπάντησηΤο ανθρώπινο αυτί έχει διαφορετική ευαισθησία σε διαφορετικές συχνότητες. Επομένως, ακόμη και αν δύο ήχοι έχουν την ίδια ένταση αλλά διαφορετικές συχνότητες, μπορεί να θεωρηθούν ότι έχουν διαφορετικά επίπεδα έντασης.
  4. Πώς σχετίζεται η ένταση του ήχου με το πλάτος ενός ηχητικού κύματος;
    • ΑπάντησηΗ ένταση του ήχου είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο του πλάτους του ηχητικού κύματος. Εάν το πλάτος ενός ηχητικού κύματος διπλασιαστεί, η ένταση θα αυξηθεί κατά ένα συντελεστή τεσσάρων.
  5. Γιατί ένας ψίθυρος σε ένα ήσυχο δωμάτιο μπορεί να ακούγεται καθαρά, αλλά ο ίδιος ψίθυρος δίπλα σε έναν βρυχηθμό καταρράκτη να μην ακούγεται;
    • ΑπάντησηΑυτό οφείλεται στη διαφορά στα επίπεδα θορύβου υποβάθρου. Σε ένα ήσυχο δωμάτιο, το επίπεδο θορύβου υποβάθρου είναι χαμηλό, επιτρέποντας στον ψίθυρο να ξεχωρίζει. Δίπλα σε έναν καταρράκτη, ο έντονος θόρυβος καλύπτει τον χαμηλό ψίθυρο, καθιστώντας τον μη ακουστό.
  6. Ποιο είναι το κατώφλι της ακοής και το κατώφλι του πόνου όσον αφορά την ένταση του ήχου;
    • ΑπάντησηΤο κατώφλι ακοής είναι ο πιο σιγανός ήχος που μπορεί να ακούσει το μέσο ανθρώπινο αυτί, συνήθως σε ένταση περίπου Το όριο πόνου, το οποίο αντιπροσωπεύει τα επίπεδα ήχου που μπορούν να προκαλέσουν πόνο και πιθανή βλάβη στο αυτί, είναι περίπου .
  7. Γιατί οι ήχοι φαίνονται πιο σιγανοί όταν ακούγονται μέσα από έναν τοίχο ή άλλο εμπόδιο;
    • ΑπάντησηΌταν τα ηχητικά κύματα συναντούν ένα φράγμα, μέρος της ενέργειας ανακλάται, απορροφάται και μεταδίδεται. Η απορρόφηση και η ανάκλαση μειώνουν την ένταση του ήχου που μεταδίδεται μέσω του φράγματος, κάνοντάς τον να ακούγεται πιο σιγανός.
  8. Πώς επηρεάζει η συχνότητα την ένταση του ήχου που απορροφάται από τα υλικά;
    • ΑπάντησηΔιαφορετικά υλικά έχουν ποικίλους συντελεστές απορρόφησης για διαφορετικές συχνότητες. Για παράδειγμα, οι χαμηλές συχνότητες (ήχοι μπάσων) είναι πιο δύσκολο να απορροφηθούν και μπορούν να διαπεράσουν τα τοιχώματα πιο εύκολα από τις υψηλότερες συχνότητες.
  9. Γιατί οι χώροι συναυλιών και τα θέατρα επενδύουν σε ηχομόνωση και ακουστικές θεραπείες;
    • ΑπάντησηΗ ηχομόνωση βοηθά στην απομάκρυνση ανεπιθύμητων εξωτερικών θορύβων και αποτρέπει τη διαρροή του ήχου προς τα έξω, διασφαλίζοντας ότι ακούγεται μόνο ο επιθυμητός ήχος εντός του χώρου. Οι ακουστικές επεξεργασίες βοηθούν στον έλεγχο των ανακλάσεων του ήχου εντός του χώρου, ώστε να διασφαλίζεται η καθαρή και ομοιόμορφη κατανομή του ήχου.
  10. Πώς σχετίζεται η ένταση του ήχου με πιθανή βλάβη στην ακοή;
  • ΑπάντησηΗ παρατεταμένη έκθεση σε ήχους υψηλής έντασης μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη ή απώλεια της ακοής. Η ένταση και η διάρκεια της έκθεσης παίζουν ρόλο. Ακόμη και οι σύντομες εκθέσεις σε εξαιρετικά δυνατούς ήχους μπορούν να προκαλέσουν μόνιμη βλάβη, ενώ η μακροχρόνια έκθεση σε μέτρια δυνατούς ήχους μπορεί επίσης να είναι επιβλαβής.
Εκτύπωση φιλική προς το περιβάλλον, PDF & Email