Geluidsgolfformule

Voorbeeldvragen en formules voor geluidsgolven

Geluidsintensiteit

1. Het intensiteitsniveau van een geluid geeft de logaritmische waarde aan van….

1. De vergelijking tussen het vermogen op een plek en het vermogen dat door een geluidsbron wordt geproduceerd.
2. De intensiteit van een geluid per oppervlakte-eenheid.
3. De intensiteit van een geluid op een bepaalde afstand van de geluidsbron.
4. De vergelijking tussen de intensiteit van een geluid en de intensiteit van de menselijke gehoordrempel.

Discussie

Formule voor het geluidsintensiteitsniveau:
Formulebeschrijving: TI = intensiteitsniveau, I = intensiteit van een geluid, I_o = gehoordrempelintensiteit bij de mens 10^-12 W / m²
Op basis van bovenstaande formule kan worden geconcludeerd dat het intensiteitsniveau van een geluid de logaritmische waarde weergeeft van de vergelijking tussen de intensiteit van een geluid en de intensiteit van de menselijke gehoordrempel.
Het juiste antwoord is D.

2. De intensiteit van een geluid is 6 x 10^-6 W / cm²Als het intensiteitsniveau vervolgens met 10 dB wordt verhoogd, dan wordt de intensiteit….

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

Discussie
Het is bekend dat:
Intensiteit (I) = 6 x 10^-6 W / cm²
Drempelintensiteit (I_o) = 10^-12 W / m² = 10^-12 Met / 10⁴ cm² = 10^-16 W / cm²
Gevraagd: Als TI met 10 dB wordt verhoogd, dan wordt I….
Antwoord :
Toename van de geluidsintensiteit met 10 W/m²² = 10^-3 W / cm² gelijk aan een verhoging van het geluidsniveau met 10 dB.² W / m² = 10^-2 W / cm² gelijk aan een verhoging van het geluidsniveau met 20 dB. Enzovoort.

Als het intensiteitsniveau vervolgens met 10 dB wordt verhoogd, dan neemt de intensiteit met 10 toe.^-3 W / cm²De intensiteit wordt dus (6 x 10^-6 W / cm²) + (10^-4 W / cm²) = (6 x 10^-6 W / cm²) + (100x 10^-6 W / cm²) = 100 x 10^-6 W / cm².
Er is geen juist antwoord.

Geluidsgolfresonantie

3. Bekijk de volgende afbeelding!
Nadat stemvork A door de klopper in trilling is gebracht, gaat ook stemvork B trillen. Dit gebeurt omdat…

1. Stemvork A heeft dezelfde amplitude als stemvork B.
2. Beide stemvorken gebruiken dezelfde resonantiekast.
3. Stemvork B heeft dezelfde frequentie als stemvork A.
4. De klankkleur van het geluid dat door beide stemvorken wordt geproduceerd, is hetzelfde.

Discussie
Nadat stemvork A door de klopper in trilling is gebracht, brengt deze de lucht eromheen in trilling, waardoor de lucht ook met dezelfde frequentie gaat trillen. Vervolgens brengt de lucht stemvork B in trilling. Stemvork B trilt in principe ook met zijn eigen frequentie, maar de trillingsamplitude is erg klein en de trilling is niet met het blote oog waarneembaar. Omdat de eigenfrequentie van stemvork B gelijk is aan de trillingsfrequentie van de lucht en de frequentie van stemvork A, verhogen de luchtmoleculen de trillingsamplitude van stemvork B. Stemvork B lijkt te trillen omdat de trillingsamplitude met het blote oog waarneembaar is.
Het juiste antwoord is C.

4. Een resonantiebuis produceert voor het eerst een luid zoemend geluid wanneer de lengte van de luchtkolom 17 cm is en voor de tweede keer een luid zoemend geluid wanneer de lengte van de luchtkolom 51 cm is. Als de frequentie van de gebruikte stemvork 500 Hz is, wat is dan de voortplantingssnelheid van de lucht in de buis?

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

Discussie
De vorm van de resonantiebuis is zodanig dat het ene uiteinde open is en het andere uiteinde gesloten, zodat de afstand tussen het toppunt en het buikpunt respectievelijk gelijk is aan de minimale buislengte = ¼ λ = λ/4.
Formule voor de lengte van een cilinder:
De afstand tussen de knooppunten en buikpunten in open en gesloten resonantiebuizen is voldaan wanneer n een oneven getal is.   
 
Golflengte voor n₁ = 1 en L = 0,17 meter :
Golflengte voor n₂ = 3 en L = 0,51 meter :
Het juiste antwoord is C.

Snelheid van geluidsgolven

5. Om de oceaandiepte te meten, zendt een schip ultrasone golven uit naar de zeebodem. De weerkaatste golven worden 12 seconden later opgevangen door een detector op het schip. Als de snelheid van ultrasone golven in water 1200 m/s is, dan kan de oceaandiepte worden bepaald als….

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

Discussie
Het is bekend dat:
De weerkaatste golf wordt binnen 12 seconden door de detector op het schip ontvangen. De retourtijd bedraagt ​​dus 12 seconden.
Tijdsinterval (t) = 12 seconden / 2 = 6 seconden
De snelheid van ultrasone golven in water (v) = 1200 m/s
Gevraagd: Zeediepte (s)
Antwoord :
Zeediepte (s):
s = vt
s = (1200 meter/seconde)(6 seconden) = 7200 meter = 7,2 kilometer
Het juiste antwoord is A.

6. Het geluid van de donder wordt 8 seconden na een bliksemflits gehoord. Als de lichtsnelheid 3 x 10⁻⁶ m/s is...⁸ Als de bliksemsnelheid in de lucht 340 m/sec is en de geluidssnelheid in de lucht 340 m/sec, dan kan de afstand tussen de bliksembron en de luisteraar geschat worden op...

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

Discussie
Het is bekend dat:
Tijdsinterval (t) van de geluidsbeweging = 8 seconden
Snelheid van het licht (v licht) = 3 x 10⁸ meter/seconde
Snelheid van het geluid in lucht (v_sound) = 340 meter/seconde
Gevraagd: Afstand tussen de bliksembron en de luisteraar
Antwoord :
De lichtsnelheid is zo groot dat het ontstaan ​​van bliksem en het verschijnen van bliksem als gelijktijdig kunnen worden beschouwd.
Afstand van de bliksembron tot de luisteraar:
s = vt = (340 meter/seconde)(8 seconden) = 2720 meter = 2,72 km
Het juiste antwoord is B.

7. Op een bepaalde locatie hoort een waarnemer de donder 16,2 seconden na het verschijnen van de bliksem. Als de lichtsnelheid in de lucht 3 x 10⁻⁶ m/s is, wat is dan de lichtsnelheid in de lucht?⁸ Als de bliksemsnelheid 1 m/s was en de geluidssnelheid in de lucht op dat moment 343 m/s bedroeg, dan kan de afstand tussen de locatie van de bliksem en de naderende waarnemer geschat worden op….

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

Discussie
Het is bekend dat:
Tijdsinterval (t) van de geluidsbeweging = 16,2 seconden
Snelheid van het licht (v licht) = 3 x 10⁸ meter/seconde
Snelheid van het geluid in lucht (v_sound) = 343 meter/seconde
Gevraagd: Afstand tussen de blikseminslaglocatie en de waarnemer
Antwoord :
De lichtsnelheid is zo groot dat het ontstaan ​​van bliksem en het verschijnen van bliksem als gelijktijdig kunnen worden beschouwd.
Afstand van de bliksembron tot de luisteraar:
s = vt = (343 meter/seconde)(16,2 seconden) = 5556,6 meter = 5,5 km
Het juiste antwoord is A.

Geluidsgolffrequentie

8. De C-noot die door een gitaarsnaar wordt geproduceerd en de C-noot die door een piano wordt geproduceerd, hebben overeenkomsten in die zin dat…

1. geluidsfrequentie
2. klankkleur
3. geluidsamplitude
4. geluidsintensiteit

Discussie
De C-noot van een gitaarsnaar en de C-noot van een piano hebben overeenkomsten qua geluidsfrequentie of toonhoogte.
Het juiste antwoord is A.

Voortplanting van geluidsgolven

9. Overdag is de lucht dichter bij de grond warmer dan de lucht verder van de grond. 's Nachts is het tegenovergestelde het geval; de lucht dichter bij de grond is kouder dan de lucht verder van de grond. Daarom…

1. Overdag plant geluid zich meer omhoog dan horizontaal voort.
2. 's Nachts plant geluid zich meer omhoog dan horizontaal voort.
3. Dag en nacht, geluid plant zich in alle richtingen voort.
4. Zowel overdag als 's nachts plant geluid zich meer horizontaal dan verticaal voort.

Discussie
Overdag is de lucht dichter bij de grond warmer dan de lucht verder van de grond. Met andere woorden, overdag is de lucht dichter bij de grond warmer dan de lucht verder van de grond. Warmere lucht heeft een lagere dichtheid, waardoor deze gemakkelijker opstijgt. Daarom stijgt de lucht overdag meer op. Geluid plant zich voort door de lucht en in alle richtingen. Omdat de lucht overdag echter meer opstijgt, plant geluid zich ook meer op.

Omgekeerd stijgt de lucht 's nachts minder op, waardoor geluid zich minder ver omhoog verplaatst. Daarom zijn geluiden van ver 's nachts goed te horen, terwijl ze overdag moeilijk te verstaan ​​zijn.
Het juiste antwoord is A.