Eksempelspørsmål for lydbølger

16 eksempler på lydbølgespørsmål

1. En tilskuer på et billøp hører forskjellige lyder (brølet fra bilene) når bilene nærmer seg og trekker seg tilbake. En gjennomsnittlig racerbil produserer en lyd på 800 Hz. Hvis lydhastigheten i luft er 340 m/s,^-1 og bilhastigheten er 20 ms^-1, så er frekvensen som høres når bilen nærmer seg….
A. 805 Hz

B. 810 Hz

C. 815 Hz

D. 850 Hz

Ø. 875 Hz

Diskusjon

Det er kjent at:

v _s = -20 m/s (negativ fordi bilen beveger seg bort fra lytteren)

v _p = 0 (lytteren er stille fordi han ser på)

f = 800 Hz

v = 340 m/s

Spurt: Hvilken lydfrekvens hører du?

Jawab:

Det riktige svaret er D.

2. En person beveger seg med en hastighet på 10 m/s ⁻¹ mot en stasjonær lydkilde med en frekvens på 680 Hz. Etter å ha nådd lydkilden, beveger personen seg bort fra lydkilden med samme hastighet. Hvis hastigheten til lydkilden i luften er 340 m/s ⁻¹ , er forholdet mellom de to frekvensene som høres når man beveger seg mot kilden og når man beveger seg bort fra kilden...

A. 33/34

F. 33/35

C. 34/35

D. 35/33

E. 35/34

Diskusjon

Det er kjent at:

v = 340 m/s

v _p = 10 m/s

vs ₌ 0

f = 680 Hz

Spørsmål: Hva er forholdet mellom lydfrekvensen når lytteren nærmer seg kilden, og lytteren som beveger seg bort fra kilden?

Jawab:

Lytteren beveger seg bort fra kilden:

Sammenligning av hørbare frekvenser:

700:660 = 70:66 = 35:33

Det riktige svaret er D.

3. Et toglokomotiv med en hastighet på 72 km/t nærmer seg en togovergang mens det bruker en fløyte med en frekvens på 1600 Hz. Hvis lydhastigheten i luft er 340 ms-1, er frekvensen til fløyten som høres av togovergangsvakten ….

A. 3600 Hz

B. 3400 Hz

C. 1800 Hz

D. 1700Hz

Ø. 1400Hz

Diskusjon

Det er kjent at:

Lydkildens hastighet (v _s ) = 72 km/t = 20 m/s (i forhold til det lydledende mediet)

Lydkildefrekvens (f) = 1600 Hz

Lydhastighet i luft (v) = 340 m/s

Lytterens hastighet (v _p ) = 0 (null fordi lytteren ikke beveger seg)

Spurt: frekvensen av lyden som vakten hørte (f')?

Jawab:

Det riktige svaret er D.

4. En brannbil beveger seg med en hastighet på 20 ms⁻¹ ^mens den utløser sirenen med en frekvens på 400 Hz (lydhastigheten i luft er 300 ms⁻¹ ⁾ . Hvis brannbilen beveger seg bort fra en person som står ved siden av veien, vil personen høre sirenen med en frekvens på….

A. 375 Hz

B. 575 Hz

C. 600 Hz

D. 620 Hz

Ø. 725 Hz

Diskusjon

Det er kjent at:

v _s = 20 m/s (positiv fordi bilen beveger seg bort fra lytteren)

v _p = 0 (stille lytter ved siden av veien)

f = 400 Hz

v = 300 m/s

Spurt: Hvilken lydfrekvens hører du?

Jawab:

Det riktige svaret er A.

5. En høyttaler fra et varslingstårn sender ut en lyd med en frekvens på 670 Hz. En bil nærmer seg tårnet med en hastighet på 90 km/t. Hvis lydhastigheten i luften på det tidspunktet er 335 m/s, er frekvensen til lyden fra høyttaleren som bilføreren hører…

A. 900 Hz

B. 840 Hz

C. 800 Hz

D. 750 Hz

Ø. 720 Hz

Diskusjon

Det er kjent at:

f = 670 Hz

v _s = 0 (tårnet i ro)

v _p = 90 km/t = 25 m/s (positiv fordi lytteren nærmer seg lydkilden)

v = 335 m/s

Spørsmål: Hva er frekvensen til lyden som høres av føreren (f')?

Jawab:

Det riktige svaret er E.

6. Dini var på det stoppede toget A. Et annet tog (B) beveger seg mot A med en hastighet på 2 ms.^-1 mens man blåser i en fløyte med en frekvens på 676 Hz. Hvis lydhastigheten i luft er 340 ms^-1, så var frekvensen på plystringen fra tog B som Dini hørte….
A. 680 Hz

B. 676 Hz

C. 660 Hz

D. 656 Hz

Ø. 640 Hz

Diskusjon

Det er kjent at:

v _s = -2 m/s (negativt tog B nærmer seg Dini og tog A

v _p = 0 (Dini sitter på et stoppet tog)

f = 676 Hz

v = 340 m/s

Spurt: Hvilken frekvens på tog B hørte Dini?

Jawab:

Det riktige svaret er A.

7. En fotballspiller løper med en hastighet på v _p mot en stillestående dommer mens han blåser i en fløyte med en frekvens på f _s . Hvis lufthastigheten på det stedet er v, formuleres frekvensen som høres av spilleren som….

Diskusjon

Det er kjent at :

v _s = 0 (dommeren er stille)

v _p = v _p (positiv fordi den nærmer seg lydkilden)

f = _fs

v = v

Spørsmål : Hva er frekvensformelen som høres av fotballspillere?

Svar :

Det riktige svaret er A.

8. Ambulanse A beveger seg med en hastighet på 0,25 V bak sedan B, som beveger seg med en hastighet på 0,2 V i samme retning som A. På det tidspunktet utløser ambulanse A sirenen sin på 1.000 Hz. Hvis lydhastigheten er v, er frekvensen som høres av føreren av sedan B…

A. 1.500 Hz

B. 1.250 Hz

C. 1.111 Hz

D. 1.067 Hz

Ø. 1.000 Hz

Diskusjon

Det er kjent at :

Lydkildefrekvens (f) = 1.000 Hz

Lydkildens hastighet (v _s ) = -0,25 v (i forhold til mediet som bærer lyden)

Lydhastighet (v) = v

Lytterhastighet (v _p ) = -0,2 v (i forhold til mediet som bærer lyden)

Ønsket : Frekvens av lyd hørt av lytteren (f')

Svar :

Doppler-effektformel:

Det riktige svaret er D.

9. En lydkilde med en frekvens på 640 Hz beveger seg mot en observatør med en hastighet på 20 m/s. Hvis lydhastigheten i luft er 340 m/s og observatøren beveger seg bort fra lydkilden med en hastighet på 10 m/s, er frekvensen til lyden observatøren hører…

A. 600 Hz

B. 660 Hz

C. 900 Hz

D. 980 Hz

Ø. 1300 Hz

Diskusjon

Det er kjent at :

Lydkildefrekvens (f) = 640 Hz

Lydkildens hastighet (v _s ) = -20 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)

Lydhastighet (v) = 340 m/s (i forhold til luft som lydoverføringsmedium)

Lytterhastighet (v _p ) = -10 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)

Ønsket : Frekvens av lyd hørt av lytteren (f')

Svar :

Det riktige svaret er B.

10. En lydkilde beveger seg med en hastighet på 60 m/s og etterlater en observatør bak seg i samme retning som lydkilden med en hastighet på 10 m/s. Hvis lydhastigheten i luft er 340 m/s og frekvensen til lydkilden er 800 Hz, er frekvensen til lyden observatøren hører…

A. 700 Hz

B. 800 Hz

C. 940 Hz

D. 960 Hz

Ø. 1.120 Hz

Diskusjon

Det er kjent at :

Lydkildefrekvens (f) = 800 Hz

Lydkildens hastighet (v _s ) = 60 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)

Lydhastighet (v) = 340 m/s (i forhold til luft som lydoverføringsmedium)

Lytterhastighet (v _p ) = 10 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)

Ønsket : Frekvens av lyd hørt av lytteren (f')

Svar :

Det riktige svaret er A.

Lydintensitet

11. Lydintensiteten i punkt P, som er 3 m fra lydkilden, er 10⁻⁴ ^watt /m² ^. Punkt R er 300 m fra lydkilden. Hvis terskelintensiteten I⁻⁴ ₌ 10⁻⁴ ^watt /m² ^, er forholdet mellom intensitetsnivåene i punktene P og R…

A. 1: 2

B. 2: 1

C. 2:3

D. 2:4

E. 3: 4

Diskusjon

Det er kjent at :

Lydintensitet ved punkt P (IP ₎ = ^10⁻⁴ W/ ^m²

Avstanden fra punkt P til lydkilden (rP ₎ = 3 meter

Avstanden fra punkt R til lydkilden (r₀ _R ) = 300 meter

Terskelintensitet (I _o ) = ^10⁻⁶ Watt/ ^m²

Spørsmål : Sammenligning av intensitetsnivåer på punktene P og R (TI _P : TI _R )

Svar :

Formelen for forholdet mellom intensitet og avstand :

I _p r _p² = ^I _R r _R²^​

Lydintensitet ved 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^​

Lydintensiteten ved punkt R er 10⁻⁴ ^–8 W/ ^m².

Sammenligning av TI ved punktene P og R :

80 dB: 40 dB

2: 1

Det riktige svaret er B.

12. Lydintensiteten ved punkt A, som er 1 meter fra lydkilden, er 10⁻⁶ ^W /m² ^. Punkt B er 100 meter fra lydkilden. Hvis terskelintensiteten er 10⁻⁶ ^W /m² ^, er forholdet mellom intensitetsnivåene ved A og B…

A. 5: 3

B. 5: 1

C. 4:5

D. 4:3

E. 3: 1

Diskusjon

Det er kjent at :

Lydintensitet ved punkt A (IA ₎ = ^10⁻³ W/ ^m²

Avstanden fra punkt A til lydkilden (r _A ) = 1 meter

Avstanden fra punkt B til lydkilden (r²R ₎ = 100 meter

Terskelintensitet (I _o ) = ^10⁻⁶ Watt/ ^m²

Spørsmål : Sammenligning av intensitetsnivåer ved punkt A og B (TI _A : TI _B )

Svar :

Formelen for forholdet mellom intensitet og avstand :

I _A r _A ² = I _B r _B ²

Lydintensitet ved punkt B :

(10 ^-7 )(1² ⁾ = (I _B )( ^100² )

(10 ^-7 )(1) = (I _B )(10.000)

1 x ^10⁻⁶ = (I⁻⁶ ₎ (1 x ^10⁻⁴ )

IB = 10 ^-7 _: 10 ⁴

I _B = 10 ^-11

Lydintensiteten ved punkt R er 10⁻⁴ ^–11 W/ ^m².

Sammenligning av IT på punkt A og B :

50 dB: 10 dB

5: 1

Det riktige svaret er B.

13. Punktene A og B har en avstand på henholdsvis 800 m og 400 m fra lydkilden. Hvis du i område A hører en lyd med en intensitet på 10⁻³ ^W /m² ^, er forholdet mellom intensitetsnivåene ved punktene 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

Diskusjon

Det er kjent at :

Lydintensitet ved punkt A (IA ₎ = ^10⁻³ W/ ^m²

Avstanden fra punkt A til lydkilden (r _A ) = 800 meter

Avstanden fra punkt B til lydkilden (rB ₎ = 400 meter

Terskelintensitet (I _o ) = ^10⁻⁶ Watt/ ^m²

Log 2 = 0,3

Spørsmål : Sammenligning av intensitetsnivåer ved punkt A og B (TI _A : TI _B )

Svar :

Formelen for forholdet mellom intensitet og avstand :

I _A r _A ² = I _B r _B ²

Lydintensitet ved punkt 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

Lydintensiteten i punkt B er 4 x ^10⁻³ W/ ^m².

TI-forholdet ved punktene P og R er:

90 dB: 96 dB

15: 16

Det riktige svaret er C.

Intensitet og lydintensitetsnivåer

14. Tabell over intensitetsnivåer for hver lydkilde.

Lydkilde	Lydintensitetsnivå (TI)
Lyden av fuglekvitter	80 dB
Ambulansesirene	100 dB
Torden (lyn)	160 dB

En bilmotor produserer et lydintensitetsnivå på TI = 70 dB (I _o = 10 ⁻¹² Watt m ⁻² ). For at motorlyden skal produsere et intensitetsnivå tilsvarende lyden av en ambulansesirene, er antallet bilmotorer som kreves….

A. 20.00-maskin
B. 30.00 maskin
C. 100.0 maskiner
D. 1.000 maskiner
E. 3.000 maskiner

Diskusjon
Det er kjent :
Bil-TI = 70 dB
Ambulanse TI = 100 dB
I_o = 10^-12 Watt/m²²
Spurt Hvor mange bilmotorer bør en bils IT være lik en ambulanses IT?
Jawab :

Ambulanse TI = bil TI + 10 log x
100 = 70 + 10 log x
100 – 70 = 10 log x
30 = 10 log x
30/10 = logaritmisk x
3 = logaritmisk x
Antilog 3 = x
10³ =x
1000 = x
Det riktige svaret er D.

15. En lydkilde har et intensitetsnivå på 60 dB (I _o = 10–12 ^watt m ^–2 ). Når 100 kilder med samme lyd avgis samtidig, blir det resulterende lydintensitetsnivået...

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

Diskusjon
Det er kjent :
TI = 60 dB
I_o = 10^-12 W / m²
x = 100
Spurt TI 100 lydkilde?
Jawab :
TI 100 lydkilder = TI 1 maskin + 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
Det riktige svaret er B.

Doppler-effekten
16. En fotballspiller løper med fart v_p mot dommeren som var stille mens han blåste i fløyta med en frekvens på f_sHvis lufthastigheten på det stedet er v, formuleres frekvensen som høres av spilleren som….

Diskusjon
Det er kjent :
v_s = 0 (dommeren er stille)
v_p = v_p (positivt fordi det er nær lydkilden)
f = f_s
v = v
Spurt Hva er frekvensformelen som fotballspillere hører?
Jawab :

Det riktige svaret er A.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole