Intenzita zvuku – problémy a riešenia
1. Body A a B sa nachádzajú vo vzdialenosti 4 a 9 metrov od zdroja zvuku. Ak I A a I B predstavujú intenzitu v bode A a bode B, potom I A : I B =…
Známe:
Vzdialenosť bodu A od zdroja zvuku (r A ) = 4 metre
Vzdialenosť bodu B od zdroja zvuku (rB ) = 9 metrov
Intenzita zvuku v bode A = I A
Intenzita zvuku v bode B = I B
Hľadá sa: I A : I B
riešenie:
I A r A 2 = I B r B 2
IA 4 2 = IB 9 2
IA 16 = IB 81
IA / IB = 81/16
2. Intenzita zdroja zvuku je 10⁻⁹ Wm⁻² . Io = 10⁻¹² Wm⁻² . Aká je hladina zvuku 10 zdrojov zvuku?
riešenie:
Známe:
I = 10⁻⁹ W/ m²
Io = 10 -12 W / m²
x = 10
Známe: Hladina zvuku (β)
riešenie:
3. Hladina zvuku zdroja zvuku je 10 dB. Aká je intenzita 1000 zdrojov zvuku? Minimálna intenzita I o = 10 −12 Wm −2.
Známe:
β = 10 dB
Io = 10 -12 W / m²
x = 1000
Požadovaná intenzita
riešenie:
Intenzita zdroja zvuku:
Intenzita 1000 zdrojov zvuku:
I = (1000)(10 -11 ) = ( 10³ )(10 -11 )
I = 10⁻⁶ W/ m²
4. Hladina zvuku v objekte A je 40 dB a hladina zvuku v objekte B je 60 dB. I o = 10⁻¹² W m⁻² . Určte 100β A : 10β B.
Známe:
Hladina zvuku A = 40 dB
Hladina zvuku B = 60 dB
Io = 10⁻¹² W m⁻² .
Hľadá sa : 100β A : 10β B
riešenie:
Hladina zvuku 100 A:
β = 40 + 10 log 100
β = 40 + 10 log 10⁻¹
β = 40 + (2)(10)(log 10)
β = 40 + (2)(10)(1)
β = 40 + 20
β = 60 dB
Hladina zvuku 10 B:
β = 60 + 10 log 10
β = 60 + 10 log 10⁻¹
β = 60 + (1)(10)(log 10)
β = 60 + (1)(10)(1)
β = 60 + 10
β = 70 dB
β A : β B
60: 70
6: 7
5. Ak je bod P zdrojom zvuku, potom pomer intenzity zvuku v bodoch S, R a Q je …
Známe:
Vzdialenosť bodu Q od zdroja zvuku (rQ) = 3 metrov
Vzdialenosť bodu R od zdroja zvuku (r R ) = 6 metrov
Vzdialenosť bodu S od zdroja zvuku (rS ) = 5 metrov
Intenzita zvuku v bode Q = I Q
Intenzita zvuku v bode R = I R
Intenzita zvuku v bode S = I S
Hľadá sa: Porovnanie intenzity zvuku v bodoch S, R a Q ( IS : I R : I Q )
riešenie:
Intenzita zvuku v bode S:
Intenzita zvuku v bode R:
Intenzita zvuku v bode Q :
Porovnanie intenzity zvuku v bodoch S, R a Q:
6. Bod A je vzdialený od zdroja zvuku P, bod B je vzdialený od zdroja zvuku 2P a bod C je vzdialený od zdroja zvuku 4P. Porovnanie intenzity zvuku v bodoch A, B a C je …
Známe:
Vzdialenosť bodu A od zdroja zvuku (r A ) = P
Vzdialenosť bodu B od zdroja zvuku (rB ) = 2P
Vzdialenosť bodu C od zdroja zvuku (r C ) = 4P
Intenzita zvuku v bode A = I A
Intenzita zvuku v bode B = I B
Intenzita zvuku v bode C = I C
Hľadám: Porovnanie intenzity zvuku v bodoch A, B a C ( IA : IB : IC )
riešenie:
Intenzita zvuku v bode A:
Intenzita zvuku v bode B:
Intenzita zvuku v bode t C:
Porovnanie intenzity zvuku v bodoch A, B a C:
7. Spievalo celkovo 100 ľudí. Ak je úroveň intenzity zvuku jedného študenta pri speve 40 dB (za predpokladu, že pre každé dieťa je rovnaká), potom je intenzita výsledného zvuku … (I o = 10 -12 Wm -2 )
Známe:
Úroveň intenzity jedného študenta (TI) = 40 dB
Io = 10 -12 W / m²
Počet študentov (x) = 100
Hľadá sa: Intenzita zvuku 100 študentov
riešenie:
Intenzita zvuku študenta:
Intenzita zvuku 100 študentov:
I x = (x)(I)
Ix = (100)(10⁻⁴ ) = ( 10² )( 10⁻⁴ )
Ix = 10⁻⁶ W / m²
8. Intenzita zvuku 100 identických strojov je 10⁻⁷ Watt.m⁻² . Ak Io = 10⁻¹² Watt.m⁻² , potom je úroveň intenzity zvuku stroja…
Známe:
Intenzita zvuku 100 strojov (I x ) = 10⁻⁷ Watt.m⁻²
Io = 10 -12 W / m²
Počet strojov (x) = 100 = 10²
Požadovaná : Hladina intenzity zvuku stroja (TI)
riešenie:
Intenzita zvuku stroja:
I x = (x)(I)
10 -7 = (10² ) (I)
I = 10⁻⁷ / 10² = ( 10⁻⁷ )( 10⁻² ) = 10⁻⁷
Hladina intenzity zvuku stroja (TI):
9. Intenzita zvuku zdroja zvuku je 6 x 10⁻⁶ W /cm² . Ak sa hladina intenzity zvuku zvýši o 10 dB, určte intenzitu zvuku.
Známe:
Intenzita (I) = 6 x 10⁻⁶ W/ cm²
Io = 10 -12 W /m2 = 10 -12 W / 104 cm2 = 10 -16 W/ cm2
Hľadaná: Intenzita zvuku
riešenie:
Sčítanie intenzity zvuku 10 W/m² = 10⁻³ W /cm² zodpovedá sčítaniu hladiny intenzity zvuku 10 dB. Sčítanie intenzity zvuku 10⁻² W /m² = 10⁻² W /cm² zodpovedá sčítaniu hladiny intenzity zvuku 20 dB. A tak ďalej.
Ak sa úroveň intenzity zvýši o 10 dB, intenzita sa zvýši o 10⁻³ W /cm² . Intenzita sa teda zmení na 6 x 10⁻⁶ W/cm² + ( 10⁻⁴ W/cm² ) = (6 x 10⁻⁶ W /cm² ) + (100 x 10⁻⁶ W /cm² ) = 10⁶ x 10⁻⁶ W/ cm².
10. Pozorovateľ A je vzdialený 5 m od zdroja zvuku. Pozorovateľ B je od toho istého zdroja zvuku vzdialený 10 m. Pomer intenzity zvuku, ktorú počujú pozorovatelia B a A, je teda…
Známe:
Vzdialenosť A od zdroja zvuku (r A ) = 5 metrov
Vzdialenosť B od zdroja zvuku (r B ) = 10 metrov
Hľadaný: Pomer intenzity zvuku počutý pozorovateľmi B a A
riešenie:
I B : I A = 1 : 4
Správna odpoveď je B.
- Čo je intenzita zvuku a ako sa líši od hlasitosti?
- OdpoveďIntenzita zvuku je mierou akustického výkonu na jednotku plochy, zvyčajne meraná vo wattoch na meter štvorcový (W/m2). Hlasitosť je na druhej strane subjektívne vnímanie sily zvuku, zvyčajne merané v decibeloch (dB). Zatiaľ čo intenzita je objektívne, fyzikálne meranie, hlasitosť je subjektívny zážitok, ktorý sa môže u jednotlivých ľudí líšiť.
- Ako súvisí zákon inverznej štvorcovej sily s intenzitou zvuku?
- OdpoveďZákon inverznej štvorcovej hodnoty hovorí, že intenzita zvuku klesá s druhou mocninou vzdialenosti od zdroja. To znamená, že ako sa vzďaľujete od zdroja, intenzita rýchlo klesá.
- Prečo dva zvuky s rovnakou intenzitou nemusia mať nevyhnutne rovnakú vnímanú hlasitosť?
- OdpoveďĽudské ucho má rôznu citlivosť na rôzne frekvencie. Preto aj keď dva zvuky majú rovnakú intenzitu, ale rôzne frekvencie, môžu byť vnímané ako zvuky s rôznou úrovňou hlasitosti.
- Ako súvisí intenzita zvuku s amplitúdou zvukovej vlny?
- OdpoveďIntenzita zvuku je priamo úmerná druhej mocnine amplitúdy zvukovej vlny. Ak sa amplitúda zvukovej vlny zdvojnásobí, intenzita sa zvýši štvornásobne.
- Prečo môže byť šepot v tichej miestnosti jasne počuteľný, ale ten istý šepot vedľa hučiacej vodopádu nepočuteľný?
- OdpoveďJe to spôsobené rozdielom v hladinách hluku v pozadí. V tichej miestnosti je hladina hluku v pozadí nízka, čo umožňuje vyniknúť šepotu. V blízkosti vodopádu intenzívny hluk maskuje tichý šepot, čím ho robí nepočuteľným.
- Aký je prah sluchu a prah bolesti z hľadiska intenzity zvuku?
- OdpoveďPrah sluchu je najtichší zvuk, ktorý priemerné ľudské ucho dokáže počuť, zvyčajne s intenzitou približne Prah bolesti, ktorý predstavuje hladiny zvuku, ktoré môžu spôsobiť bolesť a potenciálne poškodenie ucha, je okolo .
- Prečo sa zvuky zdajú byť tichšie, keď ich počujeme cez stenu alebo inú prekážku?
- OdpoveďKeď zvukové vlny narazia na bariéru, časť energie sa odrazí, absorbuje a prepustí. Absorpcia a odraz znižujú intenzitu zvuku, ktorý sa prenáša cez bariéru, čím sa stáva tichším.
- Ako frekvencia ovplyvňuje intenzitu zvuku, ktorý absorbujú materiály?
- OdpoveďRôzne materiály majú rôzne absorpčné koeficienty pre rôzne frekvencie. Napríklad nízke frekvencie (basové zvuky) sa ťažšie absorbujú a môžu preniknúť cez steny ľahšie ako vyššie frekvencie.
- Prečo koncertné sály a divadlá investujú do zvukovej izolácie a akustických úprav?
- OdpoveďZvuková izolácia pomáha udržiavať zvuk vonku a zabraňuje jeho úniku von, čím zabezpečuje, že v priestore bude počuť iba požadovaný zvuk. Akustické úpravy pomáhajú kontrolovať odrazy zvuku v priestore, aby sa zabezpečilo jasné a rovnomerné rozloženie zvuku.
- Ako súvisí intenzita zvuku s potenciálnym poškodením sluchu?
- OdpoveďDlhodobé vystavenie vysokointenzívnym zvukom môže viesť k poškodeniu alebo strate sluchu. Intenzita a trvanie vystavenia zohrávajú úlohu; aj krátkodobé vystavenie extrémne hlasným zvukom môže spôsobiť trvalé poškodenie, zatiaľ čo dlhodobé vystavenie stredne hlasným zvukom môže byť tiež škodlivé.
