Formula dell'onda sonora

Esempi di domande e formule relative alle onde sonore

Intensità sonora

1. Il livello di intensità di un suono indica il valore logaritmico di….

1. Il confronto tra la potenza di un luogo e la potenza prodotta da una sorgente sonora
2. L'intensità di un suono per unità di superficie
3. L'intensità di un suono a una certa distanza dalla sua sorgente
4. Il confronto tra l'intensità di un suono e l'intensità della soglia uditiva umana

Discussione

Formula per il livello di intensità sonora:
Descrizione della formula: TI = livello di intensità, I = intensità di un suono, I_o = intensità della soglia uditiva umana = 10 ^{all'12 ottobre} W / m²
In base alla formula sopra riportata, si può concludere che il livello di intensità di un suono esprime il valore logaritmico del confronto tra l'intensità del suono e la soglia uditiva umana.
La risposta corretta è D.

2. L'intensità di un suono è 6 x 10⁻⁶ ^W /cm² ^. Se il livello di intensità viene poi aumentato di 10 dB, l'intensità diventa...

1. 6 x 10^-5 W / cm²
2. 6 x 10^-7 W / cm²
3. 3 x 10^-6 W / cm²
4. 12 x 10^-6 W / cm²

Discussione
È noto che:
Intensità (I) = 6 x 10^-6 W / cm²
Intensità di soglia (I_o) = 10 ^{all'12 ottobre} W / m² = 10 ^{all'12 ottobre} W / 10⁴ cm² = 10 ^{all'16 ottobre} W / cm²
Chiesto: Se TI viene aumentato di 10 dB, allora I diventa…
Risposta :
Aumento dell'intensità sonora di 10 W/m² = 10^-3 W / cm² equivalente ad aumentare il livello di intensità sonora di 10 dB.² W / m² = 10^-2 W / cm² equivalente ad aumentare il livello di intensità sonora di 20 dB. E così via.

Se il livello di intensità viene poi aumentato di 10 dB, l'intensità aumenta di 10^-3 W / cm². Quindi l'intensità diventa (6 x 10^-6 W / cm²) + (10^-4 W / cm²) = (6 x 10^-6 W / cm²) + (100×10^-6 W / cm²) = 100 x 10^-6 W / cm².
Non esiste una risposta giusta.

Risonanza delle onde sonore

3. Guarda l'immagine seguente!
Dopo che il diapason A viene fatto vibrare dal battente, anche il diapason B vibra. Questo evento si verifica perché...

1. Il diapason A ha la stessa ampiezza del diapason B
2. Entrambi i diapason utilizzano la stessa cassa di risonanza.
3. Il diapason B ha la stessa frequenza del diapason A.
4. Il timbro del suono prodotto da entrambi i diapason è identico.

Discussione
Dopo essere stato fatto vibrare dal battente, il diapason A fa vibrare l'aria circostante, in modo che anche quest'ultima vibri alla stessa frequenza. L'aria, a sua volta, fa vibrare il diapason B. Anche il diapason B vibra, in sostanza, alla sua frequenza naturale, ma la sua ampiezza di vibrazione è molto piccola e non percepibile a occhio nudo. Poiché la frequenza naturale del diapason B è uguale alla frequenza di vibrazione dell'aria e alla frequenza del diapason A, le molecole d'aria aumentano l'ampiezza di vibrazione del diapason B. Il diapason B appare vibrare perché la sua ampiezza di vibrazione è visibile a occhio nudo.
La risposta corretta è C.

4. Un tubo di risonanza produce un forte ronzio la prima volta quando la lunghezza della colonna d'aria è di 17 cm e un forte ronzio la seconda volta quando la lunghezza della colonna d'aria è di 51 cm. Se la frequenza del diapason utilizzato è di 500 Hz, qual è la velocità di propagazione dell'aria nel tubo?

1. 138 m/s
2. 230 m/s
3. 340 m/s
4. 461 m/s

Discussione
La forma del tubo di risonanza è tale che un'estremità è aperta e l'altra è chiusa, in modo che la distanza tra i punti vertice e antinodo sia rispettivamente = lunghezza minima del tubo = ¼ λ = λ/4.
Formula per la lunghezza di un cilindro:
La distanza tra i punti nodali e gli antinodi nei tubi di risonanza aperti e chiusi è soddisfatta quando n è un numero dispari.   
 
Lunghezza d'onda per n₁ = 1 e L = 0,17 metri :
Lunghezza d'onda per n₂ = 3 e L = 0,51 metri :
La risposta corretta è C.

velocità delle onde sonore

5. Per misurare la profondità dell'oceano, una nave emette onde ultrasoniche verso il fondale marino. Le onde riflesse vengono ricevute da un rilevatore sulla nave 12 secondi dopo. Se la velocità delle onde ultrasoniche nell'acqua è di 1200 m/s, allora si può concludere che la profondità dell'oceano è...

1. 7,2 km
2. 14,4 km
3. 21,6 km
4. 28,8 km

Discussione
È noto che:
L'onda riflessa viene ricevuta dal rilevatore sulla nave in 12 secondi. Quindi 12 secondi è il tempo di andata e ritorno.
Intervallo di tempo (t) = 12 secondi / 2 = 6 secondi
La velocità delle onde ultrasoniche nell'acqua (v) = 1200 m/s
Chiesto: Profondità del mare (s)
Risposta :
Profondità del mare (s):
s = vt
s = (1200 metri/secondo)(6 secondi) = 7200 metri = 7,2 chilometri
La risposta corretta è A.

6. Un tuono viene udito 8 secondi dopo aver visto un lampo. Se la velocità della luce è 3 x 10⁸ ^m /s e la velocità del suono nell'aria è 340 m/s, allora la distanza tra la sorgente del fulmine e l'ascoltatore può essere stimata essere…

1. 1,82 km
2. 2,72 km
3. 4,25 km
4. 7,24 km

Discussione
È noto che:
Intervallo di tempo (t) del movimento sonoro = 8 secondi
Velocità della luce (v luce) = 3 x 10⁸ metro/secondo
Velocità del suono nell'aria (v suono) = 340 metri/secondo
Chiesto: Distanza tra la sorgente del fulmine e l'ascoltatore
Risposta :
La velocità della luce è talmente elevata che si può considerare che il verificarsi di un fulmine e la sua comparsa avvengano simultaneamente.
Distanza dalla sorgente del fulmine all'ascoltatore:
s = vt = (340 metri/secondo)(8 secondi) = 2720 metri = 2,72 km
La risposta corretta è B.

7. In un certo luogo, un osservatore ode un tuono 16,2 secondi dopo la comparsa del fulmine. Se la velocità della luce nell'aria è 3 x 10⁸ ^m /s e la velocità del suono nell'aria in quel momento è 343 m/s, allora la distanza stimata tra il luogo del fulmine e l'osservatore è approssimativamente...

1. 5,5 km
2. 12,5 km
3. 25 km
4. 55 km

Discussione
È noto che:
Intervallo di tempo (t) del movimento sonoro = 16,2 secondi
Velocità della luce (v luce) = 3 x 10⁸ metro/secondo
Velocità del suono nell'aria (v suono) = 343 metri/secondo
Chiesto: Distanza tra il luogo del fulmine e l'osservatore
Risposta :
La velocità della luce è talmente elevata che si può considerare che il verificarsi di un fulmine e la sua comparsa avvengano simultaneamente.
Distanza dalla sorgente del fulmine all'ascoltatore:
s = vt = (343 metri/secondo)(16,2 secondi) = 5556,6 metri = 5,5 km
La risposta corretta è A.

Frequenza delle onde sonore

8. La nota Do prodotta da una corda di chitarra e la nota Do prodotta da un pianoforte hanno delle somiglianze in quanto…

1. frequenza del suono
2. colore del suono
3. ampiezza del suono
4. intensità sonora

Discussione
La nota Do di una corda di chitarra e la nota Do di un pianoforte presentano delle somiglianze in termini di frequenza o altezza del suono.
La risposta corretta è A.

Propagazione delle onde sonore

9. Durante il giorno, l'aria più vicina al suolo ha una temperatura più alta rispetto all'aria più lontana dal suolo. Di notte, accade il contrario: l'aria più vicina al suolo ha una temperatura più bassa rispetto all'aria più lontana dal suolo. Pertanto…

1. Durante il giorno, il suono viaggia più verso l'alto che orizzontalmente
2. Di notte, il suono si propaga più verso l'alto che in orizzontale.
3. Di giorno o di notte, il suono si propaga in tutte le direzioni.
4. Giorno e notte, il suono si propaga più orizzontalmente che verticalmente.

Discussione
Durante il giorno, l'aria più vicina al suolo ha una temperatura più elevata rispetto all'aria più lontana. In altre parole, durante il giorno, l'aria più vicina al suolo è più calda dell'aria più lontana. L'aria più calda ha una densità inferiore, quindi sale più facilmente. Pertanto, durante il giorno, l'aria tende a salire maggiormente. Il suono si propaga nell'aria e si diffonde in tutte le direzioni. Tuttavia, poiché durante il giorno l'aria tende a salire maggiormente, anche il suono si propaga più in alto.

Al contrario, di notte l'aria non sale tanto quanto di notte, quindi il suono non si propaga verso l'alto con la stessa intensità. Per questo motivo i suoni lontani si sentono di notte, mentre di giorno sono difficili da percepire.
La risposta corretta è A.