Helilaine näidisküsimused

16 näidet helilainete küsimustest

1. Autovõidusõidu pealtvaataja kuuleb erinevaid helisid (autode müra), kui autod lähenevad ja eemalduvad. Keskmine võidusõiduauto tekitab 800 Hz heli. Kui heli kiirus õhus on 340 m/s,^-1 ja auto kiirus on 20 ms^-1, siis auto lähenedes kuuldav sagedus on….
A. 805 Hz

B. 810 Hz

C. 815 Hz

Sagedus: 850 Hz

E. 875 Hz

Arutelu

On teada, et:

v _s = -20 m/s (negatiivne, kuna auto liigub kuulajast eemale)

v _p = 0 (kuulaja on vait, sest ta vaatab)

f = 800 Hz

v = 340 m/s

Küsimus: Mis sagedusega heli sa kuuled?

Vastus:

Õige vastus on D.

2. Inimene liigub kiirusega 10 m/s ⁻¹ statsionaarse heliallika suunas, mille sagedus on 680 Hz. Pärast heliallika juurde jõudmist liigub inimene heliallikast sama kiirusega eemale. Kui heliallika kiirus õhus on 340 m/s ⁻¹ , siis on allika poole liikudes ja allikast eemaldudes kuuldud kahe sageduse suhe...

A. 33/34

B. 33/35

C. 34/35

D. 35/33

E. 35/34

Arutelu

On teada, et:

v = 340 m/s

vp = 10 m/ _s

v _s = 0

f = 680 Hz

Küsimus: Milline on helisageduste suhe, kui kuulaja läheneb heliallikale ja kui kuulaja liigub heliallikast eemale?

Vastus:

Kuulaja liigub allikast eemale:

Kuuldud sageduste võrdlus:

700 : 660 = 70 : 66 = 35 : 33

Õige vastus on D.

3. Kiirusega 72 km/h liikuv vedur läheneb ülesõidukohale, andes samal ajal vilet sagedusega 1600 Hz. Kui heli kiirus õhus on 340 ms⁻¹, siis ülesõidukoha valvuri kuuleva vile sagedus on ….

A. 3600 Hz

B. 3400 Hz

C. 1800 Hz

D. 1700 Hz

E. 1400 Hz

Arutelu

On teada, et:

Heliallika kiirus (vs ₎ = 72 km/h = 20 m/s (heli juhtiva keskkonna suhtes)

Heliallika sagedus (f) = 1600 Hz

Heli kiirus õhus (v) = 340 m/s

Kuulaja kiirus (vp ₎ = 0 (null, kuna kuulaja ei liigu)

Küsiti: valvuri poolt kuuldud heli sagedus (f')?

Vastus:

Õige vastus on D.

4. Tuletõrjeauto liigub kiirusega 20 ms ^-1 , andes samal ajal sireeni sagedusega 400 Hz (heli kiirus õhus on 300 ms ^-1 ). Kui tuletõrjeauto liigub tee ääres seisvast inimesest eemale, kuuleb inimene sireeni sagedusel ....

A. 375 Hz

B. 575 Hz

C. 600 Hz

Sagedus: 620 Hz

E. 725 Hz

Arutelu

On teada, et:

v _s = 20 m/s (positiivne, kuna auto liigub kuulajast eemale)

v _p = 0 (vaikne kuulaja tee ääres)

f = 400 Hz

v = 300 m/s

Küsimus: Mis sagedusega heli te kuulete?

Vastus:

Õige vastus on A.

5. Hoiatustorni valjuhääldi tekitab heli sagedusega 670 Hz. Auto läheneb tornile kiirusega 90 km/h. Kui heli kiirus õhus on sel ajal 335 m/s, siis autojuhi poolt kuuldava valjuhääldi heli sagedus on…

A. 900 Hz

B. 840 Hz

C. 800 Hz

D. 750 Hz

E. 720 Hz

Arutelu

On teada, et:

f = 670 Hz

v _s = 0 (torn puhkeasendis)

v _p = 90 km/h = 25 m/s (positiivne, kuna kuulaja läheneb heliallikale)

v = 335 m/s

Küsimus: Milline on juhi poolt kuuldud heli sagedus (f')?

Vastus:

Õige vastus on E.

6. Dini oli peatunud rongis A. Teine rong (B) liigub A suunas kiirusega 2 ms.^-1 vile puhumise ajal sagedusega 676 Hz. Kui heli kiirus õhus on 340 ms^-1, siis rongi B vile sagedus, mida Dini kuulis, oli….
A. 680 Hz

B. 676 Hz

C. 660 Hz

Sagedus: 656 Hz

E. 640 Hz

Arutelu

On teada, et:

v _s = -2 m/s (negatiivne rong B läheneb Dinile ja rongile A)

v _p = 0 (Dini on peatunud rongis)

f = 676 Hz

v = 340 m/s

Küsiti: Mis sagedust rongi B Dini kuulis?

Vastus:

Õige vastus on A.

7. Jalgpallur jookseb kiirusega v _p seisva kohtuniku poole, puhudes samal ajal vilet sagedusega f _s . Kui õhukiirus selles kohas on v, siis mängija poolt kuuldud sagedus on formuleeritud järgmiselt….

Arutelu

On teada, et :

v _s = 0 (kohtunik on vait)

v _p = v _p (positiivne, kuna see läheneb heliallikale)

f = _fs

v = v

Küsimus : Milline on jalgpallurite poolt kuuldud helide sagedusvalem?

Vastus :

Õige vastus on A.

8. Kiirabi A liigub kiirusega 0,25 V sedaani B taga, mis liigub kiirusega 0,2 V samas suunas kui A. Sel ajal annab kiirabi A sireeni sagedusega 1.000 Hz. Kui heli kiirus on v, siis sedaani B juhi poolt kuuldav sagedus on…

A. 1.500 Hz

B. 1.250 Hz

C. 1.111 Hz

Sagedus: 1.067 Hz

E. 1.000 Hz

Arutelu

On teada, et :

Heliallika sagedus (f) = 1.000 Hz

Heliallika kiirus (vs ₎ = -0,25 v (heli kandva keskkonna suhtes)

Heli kiirus (v) = v

Kuulaja kiirus (vp ₎ = -0,2 v (heli kandva keskkonna suhtes)

Otsitakse : kuulaja poolt kuuldud heli sagedust (f')

Vastus :

Doppleri efekti valem:

Õige vastus on D.

9. Heliallikas sagedusega 640 Hz liigub vaatleja poole kiirusega 20 m/s. Kui heli kiirus õhus on 340 m/s ja vaatleja liigub heliallikast eemale kiirusega 10 m/s, siis vaatleja poolt kuuldud heli sagedus on…

A. 600 Hz

B. 660 Hz

C. 900 Hz

Sagedus: 980 Hz

E. 1300 Hz

Arutelu

On teada, et :

Heliallika sagedus (f) = 640 Hz

Heliallika kiirus (vs ₎ = -20 m/s (õhu kui helijuhtiva keskkonna suhtes)

Heli kiirus (v) = 340 m/s (õhu kui heliülekandekeskkonna suhtes)

Kuulaja kiirus (vp ₎ = -10 m/s (õhu kui helijuhtiva keskkonna suhtes)

Otsitakse : kuulaja poolt kuuldud heli sagedust (f')

Vastus :

Õige vastus on B.

10. Heliallikas liigub kiirusega 60 m/s, jättes enda taha vaatleja, kes liigub heliallikaga samas suunas kiirusega 10 m/s. Kui heli kiirus õhus on 340 m/s ja heliallika sagedus on 800 Hz, siis vaatleja poolt kuuldud heli sagedus on…

A. 700 Hz

B. 800 Hz

C. 940 Hz

Sagedus: 960 Hz

E. 1.120 Hz

Arutelu

On teada, et :

Heliallika sagedus (f) = 800 Hz

Heliallika kiirus (vs ₎ = 60 m/s (õhu kui helijuhtiva keskkonna suhtes)

Heli kiirus (v) = 340 m/s (õhu kui heliülekandekeskkonna suhtes)

Kuulaja kiirus (vp ₎ = 10 m/s (õhu kui helijuhtiva keskkonna suhtes)

Otsitakse : kuulaja poolt kuuldud heli sagedust (f')

Vastus :

Õige vastus on A.

Heli intensiivsus

11. Heli intensiivsus punktis P, mis asub heliallikast 3 m kaugusel, on 10⁻⁴ ^vatti /m² ^. Punkt R asub heliallikast 300 m kaugusel. Kui läviintensiivsus I⁻⁴ ₌ 10⁻¹² ^vatti /m² ^, siis intensiivsustasemete suhe punktides P ja R on…

A. 1:2

B. 2:1

C. 2:3

V. 2:4

E. 3:4

Arutelu

On teada, et :

Heli intensiivsus punktis P (IP ₎ = ^10⁻⁴ W/ ^m²

Punkti P kaugus heliallikast (rP ₎ = 3 meetrit

Punkti R kaugus heliallikast (r _R ) = 300 meetrit

Lävitugevus (Io ₎ = ^10⁻⁶ W/ ^m²

Küsimus : intensiivsuse tasemete võrdlus punktides P ja R (TI _P : TI _R )

Vastus :

Intensiivsuse ja vahemaa vahelise seose valem :

Iprrp2 = ^IRRrR2_​​_​​​_​^​

Heli intensiivsus R juures :

(10 ^-4 )(3 ² ) = ( _IR )(300 ² )

(10 ^-4 )(9) = ( _IR )(90000)

9 x ^10⁻⁴ = ( _IR )(9 x ^10⁻⁴ )

IR ₌ 9 × ^10⁻⁴ : 9 × ^10⁻⁴

IR ₌ 10⁻⁸^​

Heli intensiivsus punktis R on ^10⁻¹⁰ W/ ^m².

TI võrdlus punktides P ja R :

80 dB: 40 dB

2: 1

Õige vastus on B.

12. Heli intensiivsus punktis A, mis asub heliallikast 1 meetri kaugusel, on 10⁻⁷ ^W /m² ^. Punkt B asub heliallikast 100 meetri kaugusel. Kui läviintensiivsus on 10⁻⁷ ^W /m² ^, siis intensiivsustasemete suhe punktides A ja B on…

A. 5:3

B. 5:1

C. 4:5

V. 4:3

E. 3:1

Arutelu

On teada, et :

Heli intensiivsus punktis A (IA ₎ = ^10⁻³ W/ ^m²

Punkti A kaugus heliallikast (rA ₎ = 1 meetrit

Punkti B kaugus heliallikast (rR ₎ = 100 meetrit

Lävitugevus (Io ₎ = ^10⁻⁶ W/ ^m²

Küsimus : Punktide A ja B intensiivsustasemete võrdlus (TI _A : TI _B )

Vastus :

Intensiivsuse ja vahemaa vahelise seose valem :

I _A r _A ² = I _B r _B ²

Heli intensiivsus punktis B :

(10⁻³ ⁾ (1² ⁾ = ( _IB )( ^100² )

(10 ^-7 )(1) = ( _IB )(10.000)

1 x ^10⁻⁷ = ( _IB )(1 x ^10⁻⁷ )

I _B = ^10⁻⁷ : ^10⁻⁷

I _B = 10 ^-11

Heli intensiivsus punktis R on ^10⁻¹⁰ W/ ^m².

IT võrdlus punktides A ja B :

50 dB: 10 dB

5: 1

Õige vastus on B.

13. Punktid A ja B asuvad heliallikast vastavalt 800 m ja 400 m kaugusel. Kui piirkonnas A kuulete heli intensiivsusega 10⁻³ ^W /m² ^, siis punktide A ja B intensiivsustasemete suhe on... (log² = 0,3 ja I0 ₌ 10⁻¹² ^W /m² ⁾.

A. 11:15

B. 15:11

C. 15:16

V. 16:11

E. 16:15

Arutelu

On teada, et :

Heli intensiivsus punktis A (IA ₎ = ^10⁻³ W/ ^m²

Punkti A kaugus heliallikast (rA ₎ = 800 meetrit

Punkti B kaugus heliallikast (r _B ) = 400 meetrit

Lävitugevus (Io ₎ = ^10⁻⁶ W/ ^m²

Log2 = 0,3

Küsimus : Punktide A ja B intensiivsustasemete võrdlus (TI _A : TI _B )

Vastus :

Intensiivsuse ja vahemaa vahelise seose valem :

I _A r _A ² = I _B r _B ²

Heli intensiivsus punktis B :

(10⁻³ ⁾ (800² ⁾ = ( _IB )( ^400² )

(10 ^-3 )(640.000) = ( _IB )(160.000)

(10 ^-3 )(64) = ( _IB )(16)

(10 ^-3 )(4) = ( _IB )(1)

IB ₌ 4 × ^10⁻⁴ :1

I _B = 4 x ^10⁻³

Heli intensiivsus punktis B on 4 x ^10⁻³ W/ ^m².

TI suhe punktides P ja R on:

90 dB: 96 dB

15: 16

Õige vastus on C.

Intensiivsus ja heli intensiivsuse tasemed

14. Iga heliallika intensiivsustasemete tabel.

Heliallikas	Heli intensiivsuse tase (TI)
Lindude siristamise heli	80 dB
Kiirabi sireen	100 dB
Äike (välk)	160 dB

Automootori tekitatud heli intensiivsustase on TI = 70 dB (Io ₌ 10−12 ^Watt m ⁻² ). Selleks, et mootori heli tekitaks kiirabiauto sireeni heliga samaväärse intensiivsusega heli, on vajalik automootorite arv….

A. 20.00 masin
B. 30.00 masin
C. 100.0 masinat
D. 1.000 masinat
E. 3.000 masinat

Arutelu
On teada :
Auto TI = 70 dB
Kiirabi TI = 100 dB
I_o = 10^-12 Vatt/m²²
Küsis Mitu automootorit peaks auto IT olema võrdne kiirabiauto IT-ga?
Jawab :

Kiirabi TI = auto TI + 10 log x
100 = 70 + 10 logaritmiline arv
100 – 70 = 10 log ×
30 = 10 log x
30 / 10 = log x
3 = log x
Antilogaritm 3 = x
10³ =x
1000 = x
Õige vastus on D.

15. Heliallika intensiivsustase on 60 dB (Io ₌ 10–12 ^vatti m ^–2 ). Kui 100 sama heli allikat kostavad samaaegselt, on saadud heli intensiivsustase...

A. 62 dB
B. 80 dB
C. 82 dB
D. 100 dB
E. 160 dB

Arutelu
On teada :
TI = 60 dB
I_o = 10^-12 W / m²
x = 100
Küsis TI 100 heliallikas?
Jawab :
TI 100 heliallikat = TI 1 masin + 10 log x
TI = 60 + 10 log100
TI = 60 + 10 log10²
TI = 60 + (2)(10)(log10)
TI = 60 + 20
TI = 80 dB
Õige vastus on B.

Doppleri efekt
16. Jalgpallur jookseb kiirusega v_p kohtuniku poole, kes oli vait ja puhus vilet sagedusega f_sKui õhu kiirus selles asukohas on v, siis mängija poolt kuuldud sagedus formuleeritakse järgmiselt….

Arutelu
On teada :
v_s = 0 (kohtunik vaikib)
v_p = v_p (positiivne, kuna see asub heliallika lähedal)
f = f_s
v = v
Küsis Mis on jalgpallurite poolt kuuldud sagedusvalem?
Jawab :

Õige vastus on A.

Küsimuse allikas:

Füüsika riikliku eksami küsimused gümnaasiumile/kutsekoolile