Формула звуковой волны

Примеры задач и формулы звуковых волн

Интенсивность звука

1. Уровень интенсивности звука указывает на логарифмическое значение…

1. Сравнение мощности, излучаемой в определенном месте, и мощности, производимой источником звука.
2. Интенсивность звука на единицу площади поверхности
3. Интенсивность звука на определённом расстоянии от его источника.
4. Сравнение интенсивности звука и порога человеческого слуха.

Обсуждение

Формула уровня интенсивности звука:
Описание формулы: TI = уровень интенсивности, I = интенсивность звука, I_o = интенсивность порога слуха человека = 10^-12 Вт / м²
Исходя из приведенной выше формулы, можно заключить, что уровень интенсивности звука представляет собой логарифмическое значение разницы между интенсивностью звука и порогом слуха человека.
Правильный ответ — D.

2. Интенсивность звука составляет 6 x 10⁻⁶ ^Вт /см² ^. Если уровень интенсивности затем увеличить на 10 дБ, то интенсивность станет…

1. 6 х 10^-5 Вт / см²
2. 6 х 10^-7 Вт / см²
3. 3 х 10^-6 Вт / см²
4. 12 х 10^-6 Вт / см²

Обсуждение
Известно, что:
Интенсивность (I) = 6 x 10^-6 Вт / см²
Пороговая интенсивность (I)_o) = 10^-12 Вт / м² = 10^-12 Вт/10⁴ cm² = 10^-16 Вт / см²
Вопрос: Если TI увеличить на 10 дБ, то I станет…
Джаваб:
Увеличение интенсивности звука на 10 Вт/м²² = 10^-3 Вт / см² Это эквивалентно увеличению уровня интенсивности звука на 10 дБ.² Вт / м² = 10^-2 Вт / см² Это эквивалентно увеличению уровня интенсивности звука на 20 дБ. И так далее.

Если уровень интенсивности затем увеличить на 10 дБ, то интенсивность увеличится на 10 дБ.^-3 Вт / см²Таким образом, интенсивность становится (6 x 10).^-6 Вт / см²) + (10^-4 Вт / см²) = (6 x 10^-6 Вт / см²) + (100 х 10^-6 Вт / см²) = 100 х 10^-6 Вт / см².
Правильного ответа нет.

Резонанс звуковых волн

3. Посмотрите на следующую картинку!
После того, как камертон А начинает вибрировать под воздействием молоточка, камертон В также начинает вибрировать. Это происходит потому, что…

1. Камертон А имеет ту же амплитуду, что и камертон В.
2. Оба камертона используют один и тот же резонансный ящик.
3. Камертон B имеет ту же частоту, что и камертон A.
4. Тембр звука, издаваемого обоими камертонами, одинаков.

Обсуждение
После вибрации, создаваемой молоточком, камертон А заставляет окружающий воздух вибрировать с той же частотой. Затем воздух начинает вибрировать камертон В. Камертон В также вибрирует на своей собственной частоте, но амплитуда его колебаний очень мала, и эти колебания не видны невооруженным глазом. Поскольку собственная частота камертона В совпадает с частотой колебаний воздуха и частотой камертона А, молекулы воздуха увеличивают амплитуду колебаний камертона В. Камертон В кажется вибрирующим, потому что амплитуда его колебаний видна невооруженному глазу.
Правильный ответ — C.

4. Резонансная трубка издает громкий гудящий звук впервые, когда длина воздушного столба составляет 17 см, и громкий гудящий звук во второй раз, когда длина воздушного столба составляет 51 см. Если частота используемого камертона составляет 500 Гц, то скорость распространения воздуха в трубке равна…

1. 138 м / с
2. 230 м / с
3. 340 м / с
4. 461 м / с

Обсуждение
Резонансная трубка имеет такой вид: один конец открыт, а другой закрыт, так что расстояние между вершиной и пучностью соответственно равно минимальной длине трубки = ¼ λ = λ/4.
Формула для расчета длины цилиндра:
Расстояние между узловыми точками и пучностями в резонансных трубках с открытым и закрытым концами выполняется, когда n — нечетное число.   
 
Длина волны для n₁ = 1 и L = 0,17 метра :
Длина волны для n₂ = 3 и L = 0,51 метра :
Правильный ответ — C.

Скорость звуковых волн

5. Для измерения глубины океана судно излучает ультразвуковые волны в направлении морского дна. Отраженные волны принимаются детектором на судне через 12 секунд. Если скорость ультразвуковых волн в воде составляет 1200 м/с, то глубину океана можно определить как…

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

Обсуждение
Известно, что:
Отражённая волна принимается детектором на судне через 12 секунд. Таким образом, 12 секунд — это время прохождения сигнала туда и обратно.
Интервал времени (t) = 12 секунд / 2 = 6 секунд
Скорость ультразвуковых волн в воде (v) = 1200 м/с
Вопрос: Глубина моря (с)
Джаваб:
Глубина моря (с):
с = vt
s = (1200 метров/секунду)(6 секунд) = 7200 метров = 7,2 километра
Правильный ответ — А.

6. Раскат грома слышен через 8 секунд после вспышки молнии. Если скорость света составляет 3 х 10⁸ ^м /с, а скорость звука в воздухе — 340 м/с, то расстояние между источником молнии и слушателем можно оценить примерно как…

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

Обсуждение
Известно, что:
Интервал времени (t) движения звука = 8 секунд
Скорость света (v света) = 3 x 10⁸ метры/секунда
Скорость звука в воздухе (v звука) = 340 метров/секунду
Вопрос: Расстояние между источником молнии и слушателем
Джаваб:
Скорость света настолько велика, что возникновение молнии и её появление можно считать одновременными событиями.
Расстояние от источника молнии до слушателя:
s = vt = (340 метров/секунду)(8 секунд) = 2720 метров = 2,72 км
Правильный ответ — B.

7. В определенном месте наблюдатель слышит раскат грома через 16,2 секунды после появления молнии. Если скорость света в воздухе составляет 3 х 10⁸ ^м /с, а скорость звука в воздухе в этот момент — 343 м/с, то приблизительное расстояние между местом возникновения молнии и наблюдателем составляет…

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

Обсуждение
Известно, что:
Интервал времени (t) движения звука = 16,2 секунд
Скорость света (v света) = 3 x 10⁸ метры/секунда
Скорость звука в воздухе (v звука) = 343 метров/секунду
Вопрос: Расстояние между местом удара молнии и наблюдателем.
Джаваб:
Скорость света настолько велика, что возникновение молнии и её появление можно считать одновременными событиями.
Расстояние от источника молнии до слушателя:
s = vt = (343 метров/секунду)(16,2 секунд) = 5556,6 метров = 5,5 км
Правильный ответ — А.

Частота звуковых волн

8. Нота до, извлекаемая гитарной струной, и нота до, извлекаемая фортепиано, имеют сходство в том, что…

1. звуковая частота
2. цвет звука
3. амплитуда звука
4. интенсивность звука

Обсуждение
Нота до на гитарной струне и нота до на фортепиано имеют сходства по частоте или высоте звучания.
Правильный ответ — А.

Распространение звуковых волн

9. Днём температура воздуха, находящегося ближе к земле, выше, чем температура воздуха, находящегося дальше от земли. Ночью происходит обратное: температура воздуха, находящегося ближе к земле, ниже, чем температура воздуха, находящегося дальше от земли. Следовательно…

1. В течение дня звук распространяется скорее вверх, чем горизонтально.
2. Ночью звук распространяется скорее вверх, чем горизонтально.
3. Звук распространяется во всех направлениях, днем ​​и ночью.
4. И днем, и ночью звук распространяется скорее горизонтально, чем вверх.

Обсуждение
Днём воздух у поверхности земли имеет более высокую температуру, чем воздух на большем расстоянии от земли. Другими словами, днём воздух у поверхности земли горячее, чем воздух на большем расстоянии от земли. Более горячий воздух имеет меньшую плотность, поэтому он легче поднимается вверх. Следовательно, днём воздух поднимается сильнее. Звук распространяется в воздухе, и звук распространяется во всех направлениях. Однако, поскольку воздух поднимается сильнее днём, звук также поднимается сильнее.

И наоборот, ночью воздух не так сильно поднимается вверх, поэтому звук распространяется не так далеко. Именно поэтому отдаленные звуки слышны ночью, тогда как днем ​​их трудно услышать.
Правильный ответ — А.