16 dæmi um hljóðbylgjuspurningar
1. Áhorfandi á kappakstri heyrir mismunandi hljóð (öskur bílanna) þegar bílarnir nálgast og fjarlægjast. Meðal kappakstursbíll gefur frá sér hljóð á tíðninni 800 Hz. Ef hljóðhraði í lofti er 340 m/s,-1 og hraði bílsins er 20 ms-1, þá er tíðnin sem heyrist þegar bíllinn nálgast….
A. 805 Hz
B. 810 Hz
C. 815 Hz
D. 850 Hz
E. 875 Hz
Umræða
Það er vitað að:
v s = -20 m/s (neikvætt vegna þess að bíllinn er að færast frá hlustandanum)
v p = 0 (hlustandi er þögull vegna þess að hann er að horfa)
f = 800 hz
v = 340 m/s
Spurt: Hvaða tíðni hljóðs heyrir þú?
Svar:
Rétta svarið er D.
2. Maður ferðast á hraðanum 10 m/s −1 að kyrrstæðri hljóðgjafa með tíðnina 680 Hz. Eftir að hafa náð hljóðgjafanum færist viðkomandi frá hljóðgjafanum á sama hraða. Ef hraði hljóðgjafans í lofti er 340 m/s −1 , þá er hlutfallið milli tíðnanna tveggja sem heyrast þegar farið er að hljóðgjafanum og þegar farið er frá honum...
A. 33/34
B. 33/35
C. 34/35
D. 35/33
E. 35/34
Umræða
Það er vitað að:
v = 340 m/s
v p = 10 m/s
v s = 0
f = 680 hz
Spurning: Hvert er hlutfallið á milli tíðni hljóðs þegar hlustandi nálgast upptökin og þegar hlustandi færist frá upptökunum?
Svar:
Hlustandinn færir sig frá upptökunni:
Samanburður á tíðni sem heyrist:
700: 660 = 70: 66 = 35: 33
Rétta svarið er D.
3. Lestarlest sem ferðast á 72 km/klst hraða nálgast lestargöng og gefur frá sér flautu með tíðninni 1600 Hz. Ef hljóðhraðinn í lofti er 340 ms-1, þá er tíðni flautu sem lestarvörðurinn heyrir ....
A. 3600 Hz
B. 3400 Hz
C. 1800 Hz
D. 1700Hz
E. 1400Hz
Umræða
Það er vitað að:
Hraði hljóðgjafans (v s ) = 72 km/klst = 20 m/s (miðað við hljóðleiðandi miðilinn)
Tíðni hljóðgjafa (f) = 1600 Hz
Hljóðhraði í lofti (v) = 340 m/s
Hraði hlustanda (v p ) = 0 (núll vegna þess að hlustandinn hreyfist ekki)
Spurt: tíðni hljóðs sem vörðurinn heyrir (f')?
Svar:
Rétta svarið er D.
4. Slökkvibíll er á ferðinni á hraðanum 20 ms -1 á meðan hann gefur frá sér sírenuhljóð á tíðninni 400 Hz (hljóðhraði í lofti er 300 ms -1 ). Ef slökkvibíllinn færist frá manni sem stendur við vegkantinn mun viðkomandi heyra sírenuna á tíðninni….
A. 375 Hz
B. 575 Hz
C. 600 Hz
D. 620 Hz
E. 725 Hz
Umræða
Það er vitað að:
v s = 20 m/s (jákvætt vegna þess að bíllinn er að færast frá hlustandanum)
v p = 0 (hljóðlaus hlustandi við vegkantinn)
f = 400 hz
v = 300 m/s
Spurt: Hvaða tíðni hljóðs heyrir þú?
Svar:
Rétta svarið er A.
5. Hátalari frá viðvörunarturni gefur frá sér hljóð á tíðninni 670 Hz. Bíll nálgast turninn á 90 km/klst hraða. Ef hljóðhraði í lofti á þeim tíma er 335 m/s, þá er tíðni hljóðsins frá hátalaranum sem bílstjórinn heyrir…
A. 900 Hz
B. 840 Hz
C. 800 Hz
D. 750 Hz
E. 720 Hz
Umræða
Það er vitað að:
f = 670 hz
v s = 0 (turninn í kyrrstöðu)
v p = 90 km/klst = 25 m/s (jákvætt vegna þess að hlustandinn nálgast hljóðgjafann)
v = 335 m/s
Spurning: Hver er tíðni hljóðsins sem ökumaðurinn heyrir (f')?
Svar:
Rétta svarið er E.
6. Dini var í stöðvuðu lestinni A. Önnur lest (B) er á leið í átt að A á 2 ms hraða.-1 á meðan blæs er í flautu með tíðninni 676 Hz. Ef hljóðhraði í lofti er 340 ms-1, þá var tíðni flautsins frá lest B sem Dini heyrði….
A. 680 Hz
B. 676 Hz
C. 660 Hz
D. 656 Hz
E. 640 Hz
Umræða
Það er vitað að:
v s = -2 m/s (neikvæð lest B nálgast Dini og lest A
v p = 0 (Dini er í kyrrstöðulest)
f = 676 hz
v = 340 m/s
Spurt: Hvaða tíðni heyrði Dini í lest B?
Svar:
Rétta svarið er A.
7. Knattspyrnumaður hleypur á hraðanum v p að kyrrstæðum dómara á meðan hann blæs í flautu með tíðninni f s . Ef lofthraðinn á þeim stað er v, þá er tíðnin sem leikmaðurinn heyrir formúluð sem….
Umræða
Það er vitað að :
v s = 0 (dómarinn þegir)
v p = v p (jákvætt vegna þess að það nálgast hljóðgjafann)
f = fs
v = v
Spurning : Hver er tíðniformúlan sem knattspyrnumenn heyra?
Svar :
Rétta svarið er A.
8. Sjúkrabíll A er á ferðinni á 0,25 V hraða á eftir fólksbíl B sem er á 0,2 V hraða í sömu átt og A. Á þeim tíma gefur sjúkrabíll A frá sér sírenu á 1.000 Hz. Ef hljóðhraðinn er v, þá er tíðnin sem ökumaður fólksbíls B heyrir…
A. 1.500 Hz
B. 1.250 Hz
C. 1.111 Hz
D. 1.067 Hz
E. 1.000 Hz
Umræða
Það er vitað að :
Tíðni hljóðgjafa (f) = 1.000 Hz
Hraði hljóðgjafans (v/ s ) = -0,25 v (miðað við miðilinn sem ber hljóðið)
Hljóðhraði (v) = v
Hlustunarhraði (v p ) = -0,2 v (miðað við miðilinn sem ber hljóðið)
Óskað eftir : Tíðni hljóðs sem hlustandinn heyrir (f')
Svar :
Formúla fyrir Doppler-áhrif:
Rétta svarið er D.
9. Hljóðgjafi með tíðnina 640 Hz færist að áhorfanda á hraðanum 20 m/s. Ef hljóðhraði í lofti er 340 m/s og áhorfandinn færist frá hljóðgjafanum á hraðanum 10 m/s, þá er tíðni hljóðsins sem áhorfandinn heyrir…
A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1300 Hz
Umræða
Það er vitað að :
Tíðni hljóðgjafa (f) = 640 Hz
Hraði hljóðgjafans (v s ) = -20 m/s (miðað við loft sem hljóðleiðandi miðil)
Hljóðhraði (v) = 340 m/s (miðað við loft sem hljóðflutningsmiðil)
Hlustunarhraði (v p ) = -10 m/s (miðað við loft sem hljóðleiðandi miðil)
Óskað eftir : Tíðni hljóðs sem hlustandinn heyrir (f')
Svar :
Rétta svarið er B.
10. Hljóðgjafi hreyfist á 60 m/s hraða og skilur eftir sig áhorfanda sem hreyfist í sömu átt og hljóðgjafinn á 10 m/s hraða. Ef hljóðhraði í lofti er 340 m/s og tíðni hljóðgjafans er 800 Hz, þá er tíðni hljóðsins sem áhorfandinn heyrir…
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz
Umræða
Það er vitað að :
Tíðni hljóðgjafa (f) = 800 Hz
Hraði hljóðgjafans (v s ) = 60 m/s (miðað við loft sem hljóðleiðandi miðil)
Hljóðhraði (v) = 340 m/s (miðað við loft sem hljóðflutningsmiðil)
Hlustunarhraði (v p ) = 10 m/s (miðað við loft sem hljóðleiðandi miðil)
Óskað eftir : Tíðni hljóðs sem hlustandinn heyrir (f')
Svar :
Hljóðstyrkur
11. Hljóðstyrkurinn í punktinum P, sem er 3 m frá hljóðgjafanum, er 10⁻⁴ watt /m² . Punkturinn R er 300 m frá hljóðgjafanum. Ef þröskuldstyrkurinn I⁻ = 10⁻⁴ watt /m² , þá er hlutfall styrkleikastiganna í punktunum P og R…
A. 1: 2
B. 2: 1
C. 2: 3
D. 2:4
E. 3: 4
Umræða
Það er vitað að :
Hljóðstyrkur við punkt P (IP ) = 10⁻⁴ W/ m²
Fjarlægð punktsins P frá hljóðgjafanum (rP ) = 3 metrar
Fjarlægð punkts R frá hljóðgjafanum (r R ) = 300 metrar
Þröskuldstyrkur (I o ) = 10 -12 Watt/ m²
Spurning : Samanburður á styrkleikastigum í punktum P og R (TI P : TI R )
Svar :
Formúlan fyrir sambandið milli styrkleika og fjarlægðar :
Ég p r p² = Ég R r R²
Hljóðstyrkur við 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 )
IR = 9 x 10⁻⁴ : 9 x 10⁻⁴
IR = 10-8
Hljóðstyrkurinn við punktinn R er 10-8 W/ m².
Samanburður á TI við punktana P og R :
80 dB: 40 dB
2: 1
Rétta svarið er B.
12. Hljóðstyrkurinn á punkti A, sem er 1 metra frá hljóðgjafanum, er 10⁻⁶ W /m² . Punktur B er 100 metra frá hljóðgjafanum. Ef þröskuldstyrkurinn er 10⁻⁶ W /m² , þá er hlutfall styrkleikastiganna á punkti A og B…
A. 5: 3
B. 5: 1
C. 4: 5
D. 4:3
E. 3: 1
Umræða
Það er vitað að :
Hljóðstyrkur í punkti A (IA ) = 10⁻³ W / m²
Fjarlægð punkts A frá hljóðgjafanum (r A ) = 1 metrar
Fjarlægð punkts B frá hljóðgjafanum (r² R ) = 100 metrar
Þröskuldstyrkur (I o ) = 10 -12 Watt/ m²
Spurning : Samanburður á styrkleikastigum við punkta A og B (TI A : TI B )
Svar :
Formúlan fyrir sambandið milli styrkleika og fjarlægðar :
I A r A 2 = I B r B 2
Hljóðstyrkur í punkti B :
(10 -7 )(1² ) = (I B )( 100² )
(10 -7 )(1) = (I B )(10.000)
1 x 10⁻⁶ = (I⁻⁶ ) (1 x 10⁻⁶ )
1B = 10 -7 : 10 4
I B = 10 -11
Hljóðstyrkurinn við punktinn R er 10-11 W/ m².
Samanburður á upplýsingatækni við punkta A og B :
50 dB: 10 dB
5: 1
Rétta svarið er B.
13. Punktarnir A og B eru í 800 m og 400 m fjarlægð frá hljóðgjafanum, talið í sömu röð. Ef þú heyrir hljóð með styrkleika 10⁻³ W/m² á svæði A , þá er hlutfall styrkleikastiganna á punktunum A og B... (log² = 0,3 og I² = 10⁻¹² W / m² )
A. 11: 15
B. 15: 11
C. 15: 16
D. 16:11
E. 16: 15
Umræða
Það er vitað að :
Hljóðstyrkur í punkti A (IA ) = 10⁻³ W / m²
Fjarlægð punkts A frá hljóðgjafanum (r A ) = 800 metrar
Fjarlægð punkts B frá hljóðgjafanum (rB ) = 400 metrar
Þröskuldstyrkur (I o ) = 10 -12 Watt/ m²
Log 2 = 0,3
Spurning : Samanburður á styrkleikastigum við punkta A og B (TI A : TI B )
Svar :
Formúlan fyrir sambandið milli styrkleika og fjarlægðar :
I A r A 2 = I B r B 2
Hljóðstyrkur í punkti 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 x 10-3 : 1
I B = 4 x 10-3
Hljóðstyrkurinn í punkti B er 4 x 10⁻³ W/ m².
TI hlutfallið við punktana P og R er:
90 dB: 96 dB
15: 16
Rétta svarið er C.
14. Tafla yfir styrkleikastig fyrir hverja hljóðgjafa.
| Hljóðgjafi | Hljóðstyrkleikastig (TI) |
| Hljóð fugla sem kvaka | 80 dB |
| Sjúkrabílasírena | 100 dB |
| Þrumur (eldingar) | 160 dB |
Hljóðstyrkur bílsvélar er TI = 70 dB (I o = 10 −12 Watt m −2 ). Til þess að hljóð vélarvélarinnar framleiði styrkleika sem jafngildir hljóði sjúkrabílssírenu þarf fjölda bílvéla….
A. 20.00 vél
B. 30.00 vél
C. 100.0 vélar
D. 1.000 vélar
E. 3.000 vélar
Umræða
Það er vitað :
Bíll TI = 70 dB
Sjúkrabíll TI = 100 dB
Io = 10-12 Watt/m²2
Spurði Hversu margar bílvélar ætti upplýsingatækni bíls að vera jafngild upplýsingatækni sjúkrabíls?
Jawab :
Sjúkrabíll TI = bíll TI + 10 log x
100 = 70 + 10 log x
100 – 70 = 10 log x
30 = 10 log x
30/10 = log x
3 = log x
Andlogri 3 = x
103 =x
1000 = x
Rétta svarið er D.
15. Hljóðgjafi hefur styrkleikastig upp á 60 dB (I o = 10 – 12 wött m –2 ). Þegar 100 uppsprettur sama hljóðs gefa frá sér samtímis, þá er styrkleikastigið sem myndast...
A. 62 dB
B. 80 dB
C. 82 dB
D. 100 dB
E. 160 dB
Umræða
Það er vitað :
TI = 60 dB
Io = 10-12 W / m2
x = 100
Spurði Hljóðgjafi fyrir TI 100?
Jawab :
Hljóðgjafar TI 100 = TI 1 vél + 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
Rétta svarið er B.
Doppler-áhrif
16. Knattspyrnumaður hleypur á hraða vp í átt að dómaranum sem þagði á meðan hann flautaði á tíðninni fsEf lofthraðinn á þeim stað er v, þá er tíðnin sem spilarinn heyrir formúluð sem….
Umræða
Það er vitað :
vs = 0 (dómari þagnar)
vp = vp (jákvætt vegna þess að það er nálægt hljóðgjafanum)
f = fs
v = v
Spurði Hver er tíðniformúlan sem knattspyrnumenn heyra?
Jawab :
Rétta svarið er A.
Heimild spurningar:
Eðlisfræðispurningar fyrir framhaldsskóla/starfsmenntaskóla á landsvísu
