음파 관련 문제 16가지 예시
1. 자동차 경주를 관람하는 사람은 자동차가 다가오고 멀어질 때 다양한 소리(자동차의 굉음)를 듣습니다. 일반적인 경주용 자동차는 800Hz의 소리를 냅니다. 공기 중 소리의 속도가 340m/s라면,-1 그리고 자동차의 속도는 20m/s입니다.-1그렇다면 차량이 접근할 때 들리는 주파수는….
A. 805Hz
B. 810Hz
C. 815 Hz
D. 850Hz
예: 875Hz
논의
알려진 바에 따르면:
v s = -20 m/s (자동차가 청취자로부터 멀어지고 있으므로 음수입니다)
v p = 0 (청취자는 보고 있기 때문에 침묵하고 있다)
f = 800Hz
v = 340m/s
질문: 어떤 주파수의 소리가 들리나요?
답변 :
정답은 D입니다.
2. 한 사람이 680Hz의 주파수를 가진 정지된 음원을 향해 10m/s⁻¹의 속도로 움직입니다. 음원에 도달한 후, 그 사람은 같은 속도로 음원에서 멀어집니다. 만약 공기 중에서 음원의 속도가 340m/s⁻¹라면 , 음원 을 향해 움직일 때 들리는 소리와 음원에서 멀어질 때 들리는 소리의 주파수 비율은 얼마입니까?
가. 33/34
나. 33/35
다. 34/35
D.35/33
E. 35/34
논의
알려진 바에 따르면:
v = 340m/s
v p = 10 m/s
v s = 0
f = 680Hz
질문: 청취자가 음원에 접근할 때와 음원에서 멀어질 때 소리의 주파수 비율은 어떻게 됩니까?
답변 :
청취자가 음원으로부터 멀어진다:
들리는 주파수 비교:
700 : 660 = 70 : 66 = 35 : 33
정답은 D입니다.
3. 시속 72km로 주행하는 열차 기관차가 1600Hz의 주파수로 기적을 울리며 건널목에 접근하고 있습니다. 공기 중 소리의 속도가 340ms⁻¹일 때, 건널목 경비원이 듣는 기적 소리의 주파수는 얼마입니까?
A. 3600Hz
B. 3400Hz
C. 1800 Hz
D. 1700Hz
예: 1400Hz
논의
알려진 바에 따르면:
음원의 속도(v s ) = 72 km/h = 20 m/s (음파 전달 매질에 대한 상대 속도)
음원 주파수(f) = 1600Hz
공기 중 소리의 속도(v) = 340 m/s
청취자의 속도(v p ) = 0 (청취자가 움직이지 않으므로 0)
질문: 경비원이 들은 소리의 주파수(f')는 얼마입니까?
답변 :
정답은 D입니다.
4. 소방차가 20m/ s 의 속도로 이동하면서 400Hz의 주파수로 사이렌을 울리고 있습니다(공기 중 소리의 속도는 300m/s입니다 ) . 만약 소방차가 길가에 서 있는 사람에게서 멀어지면, 그 사람은 어떤 주파수의 사이렌 소리를 듣게 될까요?
A. 375Hz
B. 575Hz
C. 600 Hz
D. 620Hz
예: 725Hz
논의
알려진 바에 따르면:
v s = 20 m/s (자동차가 청취자로부터 멀어지고 있으므로 양수입니다)
v p = 0 (길가에 있는 조용한 청취자)
f = 400Hz
v = 300m/s
질문: 어떤 주파수의 소리가 들리나요?
답변 :
정답은 A입니다.
5. 경고탑의 확성기에서 670Hz의 주파수로 소리가 나옵니다. 자동차가 90km/h의 속도로 탑에 접근하고 있습니다. 이때 공기 중 소리의 속도가 335m/s라면, 자동차 운전자가 듣는 확성기 소리의 주파수는 얼마입니까?
A. 900Hz
B. 840Hz
C. 800 Hz
D. 750Hz
E. 720Hz
논의
알려진 바에 따르면:
f = 670Hz
v s = 0 (타워가 정지한 상태)
v p = 90 km/h = 25 m/s (청취자가 음원에 접근하고 있으므로 양수입니다)
v = 335m/s
질문: 운전자가 듣는 소리의 주파수(f')는 얼마입니까?
답변 :
정답은 E입니다.
6. 디니는 정차한 열차 A에 타고 있었습니다. 다른 열차(B)가 2m/s의 속도로 A를 향해 움직이고 있습니다.- 1 주파수 676Hz의 휘파람을 불면서, 공기 중 소리의 속도가 340ms라면,- 1그렇다면 디니가 들은 B열차의 기적 소리의 주파수는….
A. 680Hz
B. 676Hz
C. 660 Hz
D. 656Hz
예: 640Hz
논의
알려진 바에 따르면:
v s = -2 m/s (음의 속도의 열차 B가 디니와 열차 A에 접근합니다)
v p = 0 (디니는 정차한 기차에 타고 있다)
f = 676Hz
v = 340m/s
질문: 디니는 B 열차의 어떤 빈도를 들었나요?
답변 :
정답은 A입니다.
7. 축구 선수가 정지해 있는 심판을 향해 속도 v p 로 달려 가면서 주파수 f s 로 휘슬을 불고 있다 . 그 위치에서의 공기 속도가 v라면, 선수가 듣는 휘슬의 주파수는 다음과 같이 나타낼 수 있다….
논의
알려진 바에 따르면 :
v s = 0 (심판은 침묵)
v p = v p (음원에 접근하고 있으므로 양수임)
f = f s
브이 = 브이
질문 : 축구 선수들이 듣는 소리의 주파수 공식은 무엇인가요?
답변 :
정답은 A입니다.
8. 구급차 A는 승용차 B 뒤에서 0,25v의 속도로 움직이고 있고, 승용차 B는 A와 같은 방향으로 0,2v의 속도로 움직이고 있습니다. 이때 구급차 A는 1.000Hz의 주파수로 사이렌을 울립니다. 소리의 속도가 v일 때, 승용차 B 운전자가 듣는 사이렌 소리의 주파수는 얼마입니까?
A. 1.500Hz
B. 1.250Hz
C. 1.111 Hz
D. 1.067Hz
예: 1.000Hz
논의
알려진 바에 따르면 :
음원 주파수(f) = 1.000Hz
음원의 속도(v/ s ) = -0,25v (소리를 전달하는 매질에 대한 상대 속도)
소리의 속도(v) = v
청취자 속도(v p ) = -0,2 v (소리를 전달하는 매체에 대한 상대 속도)
구하는 값 : 청취자가 듣는 소리의 주파수(f')
답변 :
도플러 효과 공식:
정답은 D입니다.
9. 주파수가 640Hz인 음원이 20m/s의 속도로 관찰자를 향해 다가오고 있습니다. 공기 중 소리의 속도가 340m/s이고 관찰자가 음원으로부터 10m/s의 속도로 멀어지고 있다면, 관찰자가 듣는 소리의 주파수는 얼마입니까?
A. 600Hz
B. 660Hz
C. 900 Hz
D. 980Hz
예: 1300Hz
논의
알려진 바에 따르면 :
음원 주파수(f) = 640Hz
음원의 속도(v s ) = -20 m/s (소리 전달 매질로 공기를 기준으로 함)
소리의 속도(v) = 340m/s (소리 전달 매질을 공기로 했을 때)
청취자 속도(v p ) = -10 m/s (소리 전달 매질로서 공기를 기준으로 함)
구하는 값 : 청취자가 듣는 소리의 주파수(f')
답변 :
정답은 B입니다.
10. 음원이 60m/s의 속도로 이동하고 있고, 관찰자는 음원과 같은 방향으로 10m/s의 속도로 뒤따라가고 있습니다. 공기 중 소리의 속도가 340m/s이고 음원의 주파수가 800Hz일 때, 관찰자가 듣는 소리의 주파수는 얼마입니까?
A. 700Hz
B. 800Hz
C. 940 Hz
D. 960Hz
예: 1.120Hz
논의
알려진 바에 따르면 :
음원 주파수(f) = 800Hz
음원의 속도(v s ) = 60 m/s (소리 전달 매질로 공기를 기준으로 함)
소리의 속도(v) = 340m/s (소리 전달 매질을 공기로 했을 때)
청취자 속도(v p ) = 10 m/s (소리 전달 매질로서 공기를 기준으로 함)
구하는 값 : 청취자가 듣는 소리의 주파수(f')
답변 :
소리의 강도
11. 음원에서 3m 떨어진 지점 P에서의 음향 강도는 10⁻⁴ 와트/m²입니다 . 지점 R 은 음원에서 300m 떨어져 있습니다. 문턱 강도 I₀ = 10⁻¹² 와트/m²일 때 , 지점 P 와 R 에서의 음향 강도 비율은 얼마입니까?
A. 1 : 2
B. 2 : 1
C. 2 : 3
D. 2 : 4
E. 3 : 4
논의
알려진 바에 따르면 :
점 P에서의 음향 강도(IP ) = 10⁻⁴ W/ m²
음원으로부터 지점 P까지의 거리(rP ) = 3미터
음원으로부터 지점 R까지의 거리(r R ) = 300미터
임계 강도(I o ) = 10 -12 와트/m 2
질문 : 지점 P와 R의 강도 수준 비교(TI P : TI R )
답변 :
강도와 거리 사이의 관계를 나타내는 공식 :
I p r p 2 = I R r R 2
R 지점의 음향 강도 :
(10 -4 )(3 2 ) = (I R )(300 2 )
(10 -4 )(9) = (I R )(90000)
9 x 10⁻⁴ = (I R )(9 x 10⁴ )
IR = 9 x 10⁻⁴ : 9 x 10⁻⁴
IR = 10 -8
지점 R에서의 음향 강도는 10 -8 W/m 2 입니다.
점 P와 R에서의 TI 비교 :
80dB : 40dB
2 : 1
정답은 B입니다.
12. 음원으로부터 1미터 떨어진 지점 A에서의 음향 강도는 10⁻⁷ W/m²입니다 . 음원 으로부터 100미터 떨어진 지점 B에서, 임계 강도가 10⁻¹² W/m²일 때 , A 와 B에서의 음향 강도 비율은 얼마입니까?
A. 5 : 3
B. 5 : 1
C. 4 : 5
D. 4 : 3
E. 3 : 1
논의
알려진 바에 따르면 :
A 지점에서의 음향 강도(IA ) = 10⁻³ W/ m²
음원으로부터 A 지점까지의 거리(rA ) = 1미터
음원으로부터 점 B까지의 거리(rR ) = 100미터
임계 강도(I o ) = 10 -12 와트/m 2
질문 : A 지점과 B 지점의 강도 수준 비교 (TI A : TI B )
답변 :
강도와 거리 사이의 관계를 나타내는 공식 :
I A r A 2 = I B r B 2
B 지점에서의 음향 강도 :
(10 -7 )(1 2 ) = (I B )(100 2 )
(10 -7 )(1) = (I B )(10.000)
1 x 10⁻⁷ = (I B )(1 x 10⁴ )
I B = 10 -7 : 10 4
I B = 10 -11
지점 R에서의 음향 강도는 10 -11 W/m 2 입니다.
A 지점과 B 지점의 IT 비교 :
50dB : 10dB
5 : 1
정답은 B입니다.
13. A 지점과 B 지점은 음원으로부터 각각 800m와 400m 떨어져 있습니다. 만약 A 지점에서 10⁻³ W/m²의 강도를 가진 소리가 들린다면 , A 지점 과 B 지점에서의 강도 비율은 얼마입니까? (log₂ = 0,3, I₀ = 10⁻¹² W / m² )
A. 11 : 15
B. 15 : 11
C. 15 : 16
D. 16 : 11
E. 16 : 15
논의
알려진 바에 따르면 :
A 지점에서의 음향 강도(IA ) = 10⁻³ W/ m²
음원으로부터 A 지점까지의 거리(rA ) = 800미터
음원으로부터 지점 B까지의 거리(rB ) = 400미터
임계 강도(I o ) = 10 -12 와트/m 2
로그 2 = 0,3
질문 : A 지점과 B 지점의 강도 수준 비교 (TI A : TI B )
답변 :
강도와 거리 사이의 관계를 나타내는 공식 :
I A r A 2 = I B r B 2
B 지점에서의 음향 강도 :
(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)
I B = 4 x 10 -3 : 1
I B = 4 x 10 -3
B 지점에서의 음향 강도는 4 x 10⁻³ W/m² 입니다.
점 P와 R에서의 TI 비율은 다음과 같습니다.
90dB : 96dB
15 : 16
정답은 C입니다.
14. 각 음원의 강도 수준 표.
| 음원 | 음향 강도 레벨(TI) |
| 새들이 지저귀는 소리 | 80 dB |
| 구급차 사이렌 | 100 dB |
| 천둥(번개) | 160 dB |
자동차 엔진은 TI = 70 dB(I o = 10 −12 Watt m −2 ) 의 소음 강도를 발생시킵니다 . 자동차 엔진 소음이 구급차 사이렌 소리와 같은 강도가 되려면 몇 대의 자동차 엔진이 필요할까요?
A. 20.00 기계
B. 30.00 기계
C. 100.0 기계
D. 1.000대의 기계
예: 3.000대의 기계
논의
알려져 있다 :
차량 TI = 70dB
구급차 TI = 100dB
Io = 10-12 와트/m2
질문했습니다 자동차의 IT 성능은 구급차의 IT 성능과 몇 배나 같아야 할까요?
자와브 :
구급차 TI = 자동차 TI + 10 로그 x
100 = 70 + 10 log x
100 – 70 = 10 log x
30 = 10 log x
30 / 10 = log x
3 = log x
Antilog 3 = x
103 =x
1000 = x
정답은 D입니다.
15. 음원의 음압 레벨은 60dB(Io = 10 – 12 와트/m –2 )입니다. 동일한 음원 100개가 동시에 소리를 낼 때, 전체적인 음압 레벨은 얼마입니까?
A. 62dB
B. 80dB
C. 82dB
D. 100dB
예: 160dB
논의
알려져 있다 :
TI = 60dB
Io = 10-12 W / M2
X = 100
질문했습니다 TI 100 음원인가요?
자와브 :
TI 100 음원 = TI 1 기계 + 10 log x
TI = 60 + 10 log 100
TI = 60 + 10 log 102
TI = 60 + (2)(10)(log 10)
TI = 60 + 20
TI = 80dB
정답은 B입니다.
도플러 효과
16. 축구 선수가 v의 속도로 달리고 있습니다.p 심판을 향해, 심판은 f 주파수로 휘슬을 불면서도 아무 말도 하지 않았다.s해당 위치에서의 풍속이 v라면, 연주자가 듣는 주파수는 다음과 같이 표현됩니다…
논의
알려져 있다 :
vs = 0 (심판 침묵)
vp = vp (음원과 가깝기 때문에 긍정적임)
f = fs
브이 = 브이
질문했습니다 축구 선수들이 듣는 소리의 주파수 공식은 무엇인가요?
자와브 :
정답은 A입니다.
질문 출처:
고등학교/직업고등학교 물리 국가시험 문제
