Ljudintensitet – problem och lösningar
1. Punkterna A och B är belägna 4 meter respektive 9 meter från en ljudkälla. Om I A och I B är ljudstyrkan vid punkt A och punkt B, då är I A : I B =…
Känd:
Avståndet från punkt A till en ljudkälla (r A ) = 4 meter
Avståndet från punkt B till ljudkällan (r²B ) = 9 meter
Ljudintensiteten vid punkt A = I A
Ljudintensiteten vid punkt B = I B
Önskas: I A : I B
lösning:
I A r A 2 = I B r B 2
I A 4 2 = I B 9 2
I A 16 = I B 81
I A / I B = 81/16
2. Intensiteten hos en ljudkälla är 10 −9 Wm −2 . I o = 10 −12 Wm −2 . Vad är ljudnivån för 10 ljudkällor?
lösning:
Känd:
I = 10⁻⁶ W/ m²
I o = 10-12 W/ m²
x = 10
Känd: Ljudnivå (β)
lösning:
3. Ljudnivån för en ljudkälla är 10 dB. Vad är intensiteten för 1000 ljudkällor? Minsta intensitet I = 10 −12 Wm −2.
Känd:
β = 10 dB
I o = 10-12 W/ m²
x = 1000
Önskad : Intensitet
lösning:
Intensiteten hos en ljudkälla:
Intensiteten hos 1000 ljudkällor:
I = (1000)(10-11 ) = ( 10-3 )( 10-11 )
I = 10⁻⁶ W/ m²
4. Ljudnivån för A är 40 dB och ljudnivån för B är 60 dB. I o = 10⁻⁹ W m⁻² . Bestäm 100β A : 10β B.
Känd:
Ljudnivån för A = 40 dB
Ljudnivån för B = 60 dB
I o = 10⁻⁴⁻¹⁵ W m⁻².
Önskad : 100β A : 10β B
lösning:
Ljudnivån på 100 A:
β = 40 + 10 log 100
β = 40 + 10 log 10 2
β = 40 + (2)(10)(log 10)
β = 40 + (2)(10)(1)
β = 40 + 20
β = 60 dB
Ljudnivån på 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. Om punkt P är ljudkällan, då är förhållandet mellan ljudintensiteten vid punkterna S, R och Q …
Känd:
Avståndet mellan punkt Q och ljudkällan (rQ) = 3 meter
Avståndet från punkt R till ljudkällan (r₀ R ) = 6 meter
Avståndet från punkt S till ljudkällan (r₂S ) = 5 meter
Ljudintensitet vid punkten Q = IQ
Ljudintensitet vid punkt R = I R
Ljudintensitet vid punkt S = I S
Önskad: Jämförelse av ljudintensitet vid punkterna S, R och Q (IS : I R : IQ )
lösning:
Ljudintensitet vid punkt S:
Ljudintensitet vid punkt R:
Ljudintensitet vid punkt Q :
Jämförelse av ljudintensitet vid punkterna S, R och Q:
6. Punkt A är P från ljudkällan, punkt B är 2P från ljudkällan och punkt C är 4P från ljudkällan. Jämförelse av ljudintensiteten vid A, B och C är …
Känd:
Avstånd punkt A från ljudkällan (r A ) = P
Avstånd punkt B från ljudkällan (rB ) = 2P
Avstånd punkt C från ljudkällan (r C ) = 4P
Ljudintensitet vid punkt A = I A
Ljudintensitet vid punkt B = I B
Ljudintensitet vid punkt C = I C
Önskad: Jämförelse av ljudintensitet vid A, B och C (I A : I B : I C )
lösning:
Ljudintensitet vid punkt A:
Ljudintensitet vid punkt B:
Ljudintensitet vid punkt t C:
Jämförelse av ljudintensitet vid A, B och C:
7. Totalt 100 personer sjöng. Om ljudintensiteten för en elev vid sång är 40 dB (förutsatt att ljudstyrkan är densamma för varje barn), då är intensiteten för det resulterande ljudet … (I o = 10 -12 Wm -2 )
Känd:
Intensitetsnivå för en elev (TI) = 40 dB
I o = 10-12 W/ m²
Antalet elever (x) = 100
Önskas: Ljudintensiteten hos 100 elever
lösning:
Ljudintensitet hos en elev:
Ljudintensitet för 100 elever:
Jag x = (x)(I)
Ix = (100)(10-8 ) = ( 102 )( 10-8 )
Ix = 10⁻⁶ W / m²
8. Ljudintensiteten för 100 identiska maskiner är 10⁻⁶ Watt.m⁻² . Om I₂ = 10⁻⁶ Watt.m⁻² , då är ljudintensitetsnivån för en maskin…
Känd:
Ljudintensitet för 100 maskiner (I x ) = 10⁻⁶ Watt.m⁻²
I o = 10-12 W/ m²
Antalet maskiner (x) = 100 = 102
Önskad : Ljudintensitetsnivån för en maskin (TI)
lösning:
Ljudintensitet hos en maskin:
Jag x = (x)(I)
10 -7 = (10² ) (I)
I = 10-7 / 10² = ( 10-7 )( 10-2 ) = 10-9
Ljudintensitetsnivån för en maskin (TI):
9. Ljudintensiteten från en ljudkälla är 6 x 10⁻⁶ W /cm² . Om ljudintensitetsnivån ökas med 10 dB, bestäm ljudintensiteten.
Känd:
Intensitet (I) = 6 x 10⁻⁶ W/ cm²
I o = 10 -12 W/m 2 = 10 -12 W / 10 4 cm 2 = 10 -16 W/cm 2
Önskad: Ljudets intensitet
lösning:
Additionen av ljudintensiteten på 10 W/m² = 10⁻³ W /cm² motsvarar additionen av ljudintensitetsnivån på 10 dB. Additionen av ljudintensiteten på 10⁻¹ W /m² = 10⁻¹ W /cm² motsvarar additionen av ljudintensitetsnivån på 20 dB. Och så vidare.
Om intensitetsnivån ökas med 10 dB ökar intensiteten med 10⁻³ W /cm² . Så intensiteten blir 6 x 10⁻³ W /cm² ) + ( 10⁻¹ W/cm² ) = (6 x 10⁻³ W /cm² ) + (100 x 10⁻³ W /cm² ) = 10⁻¹ x 10⁻³ W / cm².
10. Observatör A befinner sig 5 m från en ljudkälla. Medan observatör B befinner sig 10 m från samma ljudkälla. Så förhållandet mellan ljudintensiteten som hörs av observatörer B och A är…
Känd:
Avståndet mellan A och ljudkällan (r A ) = 5 meter
Avståndet mellan B och ljudkällan (r²B ) = 10 meter
Önskat: Förhållandet mellan ljudintensitet som observatörerna B och A hör
lösning:
I B : I A = 1 : 4
Rätt svar är B.
- Vad är ljudintensitet och hur skiljer den sig från ljudstyrka?
- SvarLjudintensitet är ett mått på ljudeffekten per ytenhet, vanligtvis mätt i watt per kvadratmeter (W/m²2). Ljudstyrka, å andra sidan, är en subjektiv uppfattning av ett ljuds styrka, vanligtvis mätt i decibel (dB). Medan intensitet är ett objektivt, fysiskt mått, är ljudstyrka en subjektiv upplevelse som kan variera mellan individer.
- Hur relaterar den inversa kvadratlagen till ljudintensitet?
- SvarDen inversa kvadratlagen säger att ljudets intensitet minskar med kvadraten på avståndet från källan. Det betyder att när man rör sig längre från källan sjunker intensiteten snabbt.
- Varför har två ljud med samma intensitet inte nödvändigtvis samma upplevda styrka?
- SvarDet mänskliga örat har olika känslighet för olika frekvenser. Därför, även om två ljud har samma intensitet men olika frekvenser, kan de uppfattas som att de har olika högljuddhetsnivåer.
- Hur relaterar ljudintensiteten till amplituden hos en ljudvåg?
- SvarLjudintensiteten är direkt proportionell mot kvadraten av ljudvågens amplitud. Om ljudvågens amplitud fördubblas ökar intensiteten med en faktor fyra.
- Varför kan en viskning i ett tyst rum vara tydligt hörbar, men samma viskning bredvid ett dånande vattenfall vara ohörbar?
- SvarDetta beror på skillnaden i bakgrundsljudsnivåer. I ett tyst rum är bakgrundsljudsnivån låg, vilket gör att viskningen framträder. Bredvid ett vattenfall maskerar det intensiva ljudet den tysta viskningen och gör den ohörbar.
- Vad är hörtröskeln och smärttröskeln när det gäller ljudintensitet?
- SvarHörtröskeln är det tystaste ljud som det genomsnittliga mänskliga örat kan höra, vanligtvis med en intensitet på cirka Smärttröskeln, som representerar ljudnivåer som kan orsaka smärta och potentiell skada på örat, ligger runt .
- Varför känns ljud tystare när de hörs genom en vägg eller annan barriär?
- SvarNär ljudvågor möter en barriär reflekteras, absorberas och transmitteras en del av energin. Absorptionen och reflektionen minskar intensiteten hos ljudet som transmitteras genom barriären, vilket gör att det låter tystare.
- Hur påverkar frekvens intensiteten hos ljud som absorberas av material?
- SvarOlika material har varierande absorptionskoefficienter för olika frekvenser. Till exempel är låga frekvenser (basljud) svårare att absorbera och kan lättare tränga igenom väggar än högre frekvenser.
- Varför investerar konsertlokaler och teatrar i ljudisolering och akustiska behandlingar?
- SvarLjudisolering hjälper till att hålla oönskat externt buller ute och förhindrar att ljud läcker ut, vilket säkerställer att endast det önskade ljudet hörs i lokalen. Akustiska behandlingar hjälper till att kontrollera ljudreflektioner i lokalen för att säkerställa en tydlig och jämn ljudfördelning.
- Hur relaterar ljudets intensitet till potentiella hörselskador?
- SvarLångvarig exponering för högintensiva ljudnivåer kan leda till hörselskador eller hörselnedsättning. Exponeringens intensitet och varaktighet spelar båda en roll; även korta exponeringar för extremt höga ljud kan orsaka permanenta skador, medan långvarig exponering för måttligt höga ljud också kan vara skadlig.
