Formel for lydbølger

Eksempelspørsmål og lydbølgeformler

Lydintensitet

1. Intensitetsnivået til en lyd indikerer den logaritmiske verdien av….

1. Sammenligningen mellom kraften på et sted og kraften som produseres av en lydkilde
2. Intensiteten til en lyd per overflateenhet
3. Intensiteten til en lyd i en viss avstand fra kilden
4. Sammenligningen mellom intensiteten til en lyd og intensiteten til den menneskelige hørselsgrensen

Diskusjon

Formel for lydintensitetsnivå:
Formelbeskrivelse: TI = intensitetsnivå, I = lydens intensitet, I_o = menneskelig hørselsterskelintensitet = 10^-12 W / m²
Basert på formelen ovenfor kan det konkluderes med at intensitetsnivået til en lyd angir den logaritmiske verdien av sammenligningen mellom intensiteten til en lyd og intensiteten til den menneskelige hørselsterskelen.
Det riktige svaret er D.

2. Intensiteten til en lyd er 6 x 10⁻⁶ ^W /cm² ^. Hvis intensitetsnivået deretter økes med 10 dB, blir intensiteten….

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

Diskusjon
Det er kjent at:
Intensitet (I) = 6 x 10^-6 W / cm²
Terskelintensitet (I_o) = 10^-12 W / m² = 10^-12 K/10⁴ cm² = 10^-16 W / cm²
Spurte: Hvis TI økes med 10 dB, blir I….
Jawab:
Økning i lydintensitet med 10 W/m²² = 10^-3 W / cm² tilsvarende å øke lydintensitetsnivået med 10 dB.² W / m² = 10^-2 W / cm² tilsvarende å øke lydintensitetsnivået med 20 dB. Og så videre.

Hvis intensitetsnivået deretter økes med 10 dB, øker intensiteten med 10^-3 W / cm²Så intensiteten blir (6 x 10^-6 W / cm²) + (10^-4 W / cm²) = (6 x 10^-6 W / cm²) + (100 x 10^-6 W / cm²) = 100 x 10^-6 W / cm².
Det finnes ikke noe riktig svar.

Lydbølgeresonans

3. Se på bildet nedenfor!
Etter at stemmegaffel A vibreres av slagverktøyet, vibrerer også stemmegaffel B. Denne hendelsen skjer fordi…

1. Stemmegaffel A har samme amplitude som stemmegaffel B
2. Begge stemmegaflene bruker den samme resonansboksen.
3. Stemmegaffel B har samme frekvens som stemmegaffel A
4. Fargen på lyden som produseres av begge stemmegaflene er den samme.

Diskusjon
Etter å ha blitt vibrert av vibratoren, vibrerer stemmegaffel A luften rundt seg slik at luften også vibrerer med samme frekvens. Deretter vibrerer luften stemmegaffel B. Stemmegaffel B vibrerer i utgangspunktet også med sin egenfrekvens, men vibrasjonsamplituden er svært liten, og vibrasjonen kan ikke sees med øyet. Fordi egenfrekvensen til stemmegaffel B er den samme som vibrasjonsfrekvensen til luften og frekvensen til stemmegaffel A, øker luftmolekylene vibrasjonsamplituden til stemmegaffel B. Stemmegaffel B ser ut til å vibrere fordi vibrasjonsamplituden kan sees med øyet.
Det riktige svaret er C.

4. Et resonansrør produserer en høy summingslyd for første gang når luftsøylens lengde er 17 cm, og en høy summingslyd for andre gang når luftsøylens lengde er 51 cm. Hvis frekvensen til stemmegaffelen som brukes er 500 Hz, er luftforplantningshastigheten i røret….

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

Diskusjon
Resonansrørets form er at den ene enden er åpen og den andre enden er lukket, slik at avstanden mellom henholdsvis toppunktet og antinodepunktet = minimum rørlengde = ¼ λ = λ/4.
Formel for lengden på en sylinder:
Avstanden mellom nodepunktene og antinodene i resonansrør med åpne og lukkede ender er oppfylt når n er et oddetall.   
 
Bølgelengde for n₁ = 1 og L = 0,17 meter:
Bølgelengde for n₂ = 3 og L = 0,51 meter:
Det riktige svaret er C.

Lydbølgenes hastighet

5. For å måle havdybden sender et skip ut ultralydbølger mot havbunnen. De reflekterte bølgene mottas av en detektor på skipet 12 sekunder senere. Hvis hastigheten på ultralydbølgene i vann er 1200 m/s, kan havdybden konkluderes med å være….

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

Diskusjon
Det er kjent at:
Den reflekterte bølgen mottas av detektoren på skipet i løpet av 12 sekunder. Så 12 sekunder er tur-retur-tiden.
Tidsintervall (t) = 12 sekunder / 2 = 6 sekunder
Hastigheten til ultralydbølger i vann (v) = 1200 m/s
Spurte: Havdybde (s)
Jawab:
Havdybde (s):
s = volum
s = (1200 meter/sekund)(6 sekunder) = 7200 meter = 7,2 kilometer
Det riktige svaret er A.

6. Et tordenskrall høres 8 sekunder etter at et lynnedslag er sett. Hvis lysets hastighet er 3 x 108 ^m /s og lydens hastighet i luft er 340 m/s, kan avstanden mellom lynkilden og lytteren anslås til å være…

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

Diskusjon
Det er kjent at:
Tidsintervall (t) for lydbevegelse = 8 sekunder
Lysets hastighet (v lys) = 3 x 10⁸ meter/sekund
Lydhastighet i luft (v lyd) = 340 meter/sekund
Spurte: Avstanden mellom lynkilden og lytteren
Jawab:
Lysets hastighet er så høy at lynets forekomst og lynets opptreden kan anses å inntreffe samtidig.
Avstand fra lynkilde til lytter:
s = vt = (340 meter/sekund)(8 sekunder) = 2720 meter = 2,72 km
Det riktige svaret er B.

7. På et bestemt sted hører en observatør et tordenskrall 16,2 sekunder etter at lynet dukker opp. Hvis lysets hastighet i luft er 3 x 10⁶ ^m /s og lydens hastighet i luft på det tidspunktet er 343 m/s, er den estimerte avstanden mellom lynets plassering og observatøren omtrent….

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

Diskusjon
Det er kjent at:
Tidsintervall (t) for lydbevegelse = 16,2 sekunder
Lysets hastighet (v lys) = 3 x 10⁸ meter/sekund
Lydhastighet i luft (v lyd) = 343 meter/sekund
Spurte: Avstanden mellom lynets sted og observatøren
Jawab:
Lysets hastighet er så høy at lynets forekomst og lynets opptreden kan anses å inntreffe samtidig.
Avstand fra lynkilde til lytter:
s = vt = (343 meter/sekund)(16,2 sekunder) = 5556,6 meter = 5,5 km
Det riktige svaret er A.

Lydbølgefrekvens

8. C-tonen produsert av en gitarstreng og C-tonen produsert av et piano har likheter ved at…

1. lydfrekvens
2. lydfarge
3. lydamplitude
4. lydintensitet

Diskusjon
C-tonen på en gitarstreng og C-tonen på et piano har likheter når det gjelder lydfrekvens eller tonehøyde.
Det riktige svaret er A.

Forplantning av lydbølger

9. Om dagen har luften nærmere bakken en høyere temperatur enn luften lenger unna bakken. Om natten skjer det motsatte; luften nærmere bakken har en lavere temperatur enn luften lenger unna bakken. Derfor…

1. I løpet av dagen beveger lyd seg mer oppover enn horisontalt
2. Om natten beveger lyden seg mer oppover enn horisontalt
3. Dag eller natt, lyden beveger seg i alle retninger.
4. Dag og natt beveger lyd seg mer horisontalt enn oppover

Diskusjon
I løpet av dagen har luft nærmere bakken høyere temperatur enn luft lenger unna bakken. Med andre ord, i løpet av dagen er luft nærmere bakken varmere enn luft lenger unna bakken. Varmere luft har lavere tetthet, så den beveger seg lettere oppover. Derfor beveger luften seg mer oppover i løpet av dagen. Lyd beveger seg gjennom luften, og lyd beveger seg i alle retninger. Men fordi luften beveger seg mer oppover i løpet av dagen, beveger lyden seg også mer oppover.

Omvendt, om natten beveger ikke luften seg oppover like mye, så lyd beveger seg ikke like mye oppover. Dette er grunnen til at fjerne lyder kan høres om natten, mens fjerne lyder er vanskelige å høre om dagen.
Det riktige svaret er A.