ధ్వని తరంగ సూత్రం

ఉదాహరణ ప్రశ్నలు మరియు ధ్వని తరంగ సూత్రాలు

ధ్వని తీవ్రత

1. ధ్వని తీవ్రత స్థాయి అనేది… యొక్క సంవర్గమాన విలువను సూచిస్తుంది.

1. ఒక ప్రదేశంలోని శక్తికి మరియు ధ్వని మూలం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తికి మధ్య పోలిక
2. యూనిట్ ఉపరితల వైశాల్యానికి ధ్వని తీవ్రత
3. ధ్వని మూలం నుండి ఒక నిర్దిష్ట దూరంలో దాని తీవ్రత
4. ధ్వని తీవ్రత మరియు మానవ వినికిడి పరిమితి తీవ్రత మధ్య పోలిక

చర్చ

ధ్వని తీవ్రత స్థాయి సూత్రం:
సూత్ర వివరణ: TI = తీవ్రత స్థాయి, I = ధ్వని తీవ్రత, I_o = మానవ వినికిడి పరిమితి తీవ్రత = 10^-12 W / m²
పై సూత్రం ఆధారంగా, ఒక ధ్వని యొక్క తీవ్రత స్థాయి అనేది, ఆ ధ్వని యొక్క తీవ్రతకు మరియు మానవ వినికిడి పరిమితి యొక్క తీవ్రతకు మధ్య గల పోలిక యొక్క సంవర్గమాన విలువను సూచిస్తుందని నిర్ధారించవచ్చు.
సరైన సమాధానం D.

2. ఒక ధ్వని యొక్క తీవ్రత 6 x 10 ^-6 W/cm ^2. ఆ తర్వాత తీవ్రత స్థాయిని 10 dB పెంచితే, అప్పుడు తీవ్రత….

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

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
తీవ్రత (I) = 6 x 10^-6 W/cm²
థ్రెషోల్డ్ తీవ్రత (I_o) = 10^-12 W / m² = 10^-12 W/10⁴ cm² = 10^-16 W/cm²
అడిగారు: TI 10 dB పెరిగితే I అప్పుడు….
సమాధానం :
ధ్వని తీవ్రతలో 10 W/m పెరుగుదల² = 10^-3 W/cm² ధ్వని తీవ్రత స్థాయిని 10 dB పెంచడంతో సమానం.² W / m² = 10^-2 W/cm² ధ్వని తీవ్రత స్థాయిని 20 dB పెంచడంతో సమానం. మరియు అలా కొనసాగుతుంది.

ఆ తర్వాత తీవ్రత స్థాయిని 10 dB పెంచితే, తీవ్రత 10 పెరుగుతుంది^-3 W/cm²కాబట్టి తీవ్రత (6 x 10) అవుతుంది^-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.
సరైన సమాధానం అంటూ ఏదీ లేదు.

ధ్వని తరంగ ప్రతిధ్వని

3. కింది చిత్రాన్ని చూడండి!
బీటర్ ద్వారా ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ A కంపించిన తర్వాత, ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ B కూడా కంపిస్తుంది. ఈ సంఘటన జరగడానికి కారణం….

1. ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ A, ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ B తో సమానమైన వ్యాప్తిని కలిగి ఉంది.
2. రెండు ట్యూనింగ్ ఫోర్క్‌లు ఒకే రెసొనెన్స్ బాక్స్‌ను ఉపయోగిస్తాయి.
3. ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ B, ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ A యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీనే కలిగి ఉంటుంది.
4. రెండు ట్యూనింగ్ ఫోర్క్‌ల నుండి వెలువడే ధ్వని యొక్క స్వరం ఒకే విధంగా ఉంటుంది.

చర్చ
బీటర్ ద్వారా కంపించిన తర్వాత, ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ A దాని చుట్టూ ఉన్న గాలిని కంపింపజేస్తుంది, తద్వారా గాలి కూడా అదే పౌనఃపున్యంతో కంపిస్తుంది. అప్పుడు ఆ గాలి ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ Bని కంపింపజేస్తుంది. ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ B కూడా ప్రాథమికంగా దాని సహజ పౌనఃపున్యంతో కంపిస్తూనే ఉంటుంది, కానీ దాని కంపన వ్యాప్తి చాలా తక్కువగా ఉండటం వల్ల దాని కంపనాన్ని కంటితో చూడలేము. ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ B యొక్క సహజ పౌనఃపున్యం, గాలి యొక్క కంపన పౌనఃపున్యం మరియు ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ A యొక్క పౌనఃపున్యంతో సమానంగా ఉండటం వల్ల, గాలి అణువులు ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ B యొక్క కంపన వ్యాప్తిని పెంచుతాయి. ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ B యొక్క కంపన వ్యాప్తిని కంటితో చూడగలిగినందున, అది కంపిస్తున్నట్లుగా కనిపిస్తుంది.
సరైన సమాధానం C.

4. ఒక అనునాద గొట్టంలో గాలి స్తంభం పొడవు 17 సెం.మీ. ఉన్నప్పుడు మొదటిసారి పెద్ద ఝంకార ధ్వని వస్తుంది మరియు గాలి స్తంభం పొడవు 51 సెం.మీ. ఉన్నప్పుడు రెండవసారి పెద్ద ఝంకార ధ్వని వస్తుంది. ఉపయోగించిన ట్యూనింగ్ ఫోర్క్ యొక్క పౌనఃపున్యం 500 Hz అయితే, గొట్టంలో గాలి ప్రసరణ వేగం….

1. 138 మీ / సె
2. 230 మీ / సె
3. 340 మీ / సె
4. 461 మీ / సె

చర్చ
అనునాద నాళం యొక్క ఆకారం ఒక చివర తెరిచి, మరొక చివర మూసి ఉంటుంది, తద్వారా శీర్షం మరియు యాంటినోడ్ బిందువుల మధ్య దూరం వరుసగా కనిష్ట నాళం పొడవు = ¼ λ = λ/4 అవుతుంది.
స్థూపం పొడవుకు సూత్రం:
n ఒక బేసి సంఖ్య అయినప్పుడు, ఓపెన్-ఎండెడ్ మరియు క్లోజ్డ్-ఎండెడ్ రెసొనెన్స్ ట్యూబ్‌లలో నోడల్ పాయింట్లు మరియు యాంటినోడ్‌ల మధ్య దూరం సంతృప్తి చెందుతుంది.   
 
n కోసం తరంగదైర్ఘ్యం₁ = 1 మరియు L = 0,17 మీటర్లు :
n కోసం తరంగదైర్ఘ్యం₂ = 3 మరియు L = 0,51 మీటర్లు :
సరైన సమాధానం C.

ధ్వని తరంగాల వేగం

5. సముద్రపు లోతును కొలవడానికి, ఒక ఓడ సముద్రపు అడుగుభాగం వైపు అతిధ్వని తరంగాలను విడుదల చేస్తుంది. పరావర్తనం చెందిన తరంగాలను 12 సెకన్ల తర్వాత ఓడపై ఉన్న డిటెక్టర్ స్వీకరిస్తుంది. నీటిలో అతిధ్వని తరంగాల వేగం 1200 మీ/సె అయితే, సముద్రపు లోతును ఈ విధంగా నిర్ధారించవచ్చు….

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

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
పరావర్తన తరంగం 12 సెకన్లలో ఓడలోని డిటెక్టర్‌కు చేరుతుంది. కాబట్టి 12 సెకన్లు రానుపోను సమయం.
సమయ వ్యవధి (t) = 12 సెకన్లు / 2 = 6 సెకన్లు
నీటిలో అతిధ్వని తరంగాల వేగం (v) = 1200 మీ/సె
అడిగారు: సముద్రపు లోతు (సెకన్లు)
సమాధానం :
సముద్రపు లోతు (సెకన్లలో) :
s = vt
s = (1200 మీటర్లు/సెకను)(6 సెకన్లు) = 7200 మీటర్లు = 7,2 కిలోమీటర్లు
సరైన సమాధానం A.

6. మెరుపు కనిపించిన 8 సెకన్ల తర్వాత ఉరుము వినబడింది. కాంతి వేగం 3 x 10⁸ ^మీ /సె మరియు గాలిలో ధ్వని వేగం 340 మీ/సె అయితే, మెరుపు మూలానికి మరియు వినే వ్యక్తికి మధ్య దూరాన్ని సుమారుగా ఎంత?

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

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
ధ్వని చలనం యొక్క కాల వ్యవధి (t) = 8 సెకన్లు
కాంతి వేగం (v light) = 3 x 10⁸ మీటర్లు/సెకను
గాలిలో ధ్వని వేగం (v sound) = 340 మీటర్లు/సెకను
అడిగారు: మెరుపు మూలానికి మరియు శ్రోతకు మధ్య దూరం
సమాధానం :
కాంతి వేగం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటుందంటే, మెరుపు సంభవించడం మరియు మెరుపు కనిపించడం ఒకే సమయంలో జరిగినట్లుగా పరిగణించవచ్చు.
మెరుపు మూలం నుండి శ్రోతకు దూరం:
s = vt = (340 మీటర్లు/సెకను)(8 సెకన్లు) = 2720 మీటర్లు = 2,72 కి.మీ.
సరైన సమాధానం బి.

7. ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశంలో, మెరుపు కనిపించిన 16,2 సెకన్ల తర్వాత ఒక పరిశీలకుడు ఉరుము శబ్దాన్ని వింటాడు. గాలిలో కాంతి వేగం 3 x 10⁸ మీ/సె మరియు ఆ సమయంలో గాలిలో ధ్వని వేగం 343 మీ/సె అయితే ^, మెరుపు ఉన్న ప్రదేశానికి మరియు పరిశీలకుడికి మధ్య అంచనా దూరం సుమారుగా….

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

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
ధ్వని చలనం యొక్క కాల వ్యవధి (t) = 16,2 సెకన్లు
కాంతి వేగం (v light) = 3 x 10⁸ మీటర్లు/సెకను
గాలిలో ధ్వని వేగం (v sound) = 343 మీటర్లు/సెకను
అడిగారు: మెరుపు స్థానానికి మరియు పరిశీలకుడికి మధ్య దూరం
సమాధానం :
కాంతి వేగం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటుందంటే, మెరుపు సంభవించడం మరియు మెరుపు కనిపించడం ఒకే సమయంలో జరిగినట్లుగా పరిగణించవచ్చు.
మెరుపు మూలం నుండి శ్రోతకు దూరం:
s = vt = (343 మీటర్లు/సెకను)(16,2 సెకన్లు) = 5556,6 మీటర్లు = 5,5 కి.మీ.
సరైన సమాధానం A.

ధ్వని తరంగ పౌనఃపున్యం

8. గిటార్ తీగ ద్వారా వచ్చే C స్వరానికి మరియు పియానో ​​ద్వారా వచ్చే C స్వరానికి ఈ క్రింది విషయాలలో సారూప్యతలు ఉన్నాయి….

1. ధ్వని పౌనఃపున్యం
2. ధ్వని రంగు
3. ధ్వని వ్యాప్తి
4. ధ్వని తీవ్రత

చర్చ
గిటార్ తీగలోని 'C' స్వరానికి, పియానోలోని 'C' స్వరానికి ధ్వని పౌనఃపున్యం లేదా పిచ్ పరంగా సారూప్యతలు ఉన్నాయి.
సరైన సమాధానం A.

ధ్వని తరంగాల వ్యాప్తి

9. పగటిపూట, భూమికి దూరంగా ఉన్న గాలి కంటే భూమికి దగ్గరగా ఉన్న గాలికి అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. రాత్రిపూట, దీనికి విరుద్ధంగా జరుగుతుంది; భూమికి దూరంగా ఉన్న గాలి కంటే భూమికి దగ్గరగా ఉన్న గాలికి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. అందువల్ల…

1. పగటిపూట, ధ్వని అడ్డంగా కంటే నిలువుగా ఎక్కువగా ప్రయాణిస్తుంది.
2. రాత్రిపూట, ధ్వని అడ్డంగా కంటే పైకి ఎక్కువగా ప్రయాణిస్తుంది.
3. పగలైనా, రాత్రైనా, ధ్వని అన్ని దిశలలో ప్రయాణిస్తుంది.
4. పగలు మరియు రాత్రి, ధ్వని పైకి కంటే అడ్డంగా ఎక్కువగా ప్రయాణిస్తుంది.

చర్చ
పగటిపూట, భూమికి దూరంగా ఉన్న గాలి కంటే భూమికి దగ్గరగా ఉన్న గాలి అధిక ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉంటుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, పగటిపూట, భూమికి దూరంగా ఉన్న గాలి కంటే భూమికి దగ్గరగా ఉన్న గాలి వేడిగా ఉంటుంది. వేడి గాలికి సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి అది మరింత సులభంగా పైకి కదులుతుంది. అందువల్ల, పగటిపూట గాలి ఎక్కువగా పైకి కదులుతుంది. ధ్వని గాలి ద్వారా ప్రయాణిస్తుంది మరియు ధ్వని అన్ని దిశలలో ప్రయాణిస్తుంది. అయితే, పగటిపూట గాలి ఎక్కువగా పైకి కదులుతుంది కాబట్టి, ధ్వని కూడా ఎక్కువగా పైకి ప్రయాణిస్తుంది.

దీనికి విరుద్ధంగా, రాత్రిపూట గాలి పైకి అంతగా కదలదు, కాబట్టి ధ్వని కూడా పైకి అంతగా ప్రయాణించదు. అందుకే రాత్రిపూట దూరపు శబ్దాలు వినబడతాయి, కానీ పగటిపూట దూరపు శబ్దాలు వినడం కష్టం.
సరైన సమాధానం A.