Google

Co wpisać do wyszukiwarki?
fizyka, zadania, rozwiązania, kinematyka, dynamika, optyka, termodynamika, elektryczność, magnetyzm, fale, drgania, atom, jądro, promieniowanie, energia, prąd, praca, siła, zasada, prawo, gaz, doskonały, równanie, teoria, model, geometryczna, soczewka, zwierciadło, siatka

143. Natężenie dźwięku - zadanie

Natężenie dźwięku

Natężenie dźwięku

Podstawową wielkością opisującą energię przenoszoną przez falę akustyczną (dźwiękową) jest natężenie dźwięku. Natężenie dźwięku wyrażamy w watach na metr kwadratowy. Oznacza to, że do wybranego punktu powierzchni prostopadłej do kierunku rozchodzenia się fali dociera w ciągu sekundy energia, która po przeliczeniu na powierzchnię 1 metra kwadratowego ma wartość opisaną przez natężenie dźwięku.

Spis treści

Natężenie dźwięku. 1

Zadanie. 1

Ilustracja. 1

Rozwiązanie. 2

Zadanie

W doskonale akustycznym pomieszczeniu (brak odbić, całkowite pochłanianie dźwięku przez ściany pomieszczenia, ośrodek nie pochłania energii fal - brak tłumienia) o dużych rozmiarach znajduje się idealny głośnik (emisja dźwięku o symetrii sferycznej). W odległości r od niego umieszczamy przyrząd do pomiaru natężenia dźwięku. Otrzymujemy w wyniku pomiaru wartość natężenia dźwięku I.

Następnie przyrząd przesuwamy wzdłuż stycznej do okręgu o promieniu r o odległość a i mierzymy wartość natężenia dźwięku. Jaką wartość natężenia dźwięku możemy otrzymać?

Kolejny pomiar wykonujemy na tej samej stycznej do okręgu w odległości b od położenia bazowego.

Jakiej wartości natężenia dźwięku możemy teraz oczekiwać?

Ilustracja

Rozwiązanie

Wykorzystamy definicję natężenia dźwięku i sferyczną symetrię rozchodzenia się dźwięku. Zachodzi to dla ośrodka jednorodnego – przyjmujemy więc takie założenie.

Założymy także, ze ośrodek nie pochłania energii (nie tłumi dźwięków).

Cała energia dźwięku dochodzi równocześnie do powierzchni sferycznej (kuli) i „rozkłada się” na niej równomiernie.

Dla sytuacji w zadaniu trzeba policzyć natężenie dźwięku na trzech powierzchniach sferycznych:

- o promieniu r,

- o promieniu poprowadzonym z końca jednego ramienia do głośnika,

- o promieniu poprowadzonym z końca drugiego ramienia do głośnika.

Do obliczenia długości tych promieni skorzystamy z twierdzenia Pitagorasa – dlatego miernik przesuwaliśmy wzdłuż stycznej do okręgu o promieniu r.

Otrzymane wyniki zgadzają się z oczekiwaniami z codziennego doświadczenia – na końcach ramion natężenie dźwięku będzie mniejsze niż w punkcie stycznym do okręgu o promieniu r.

Natężenia na końcach ramion będą równe wtedy, gdy długości ramion będą równe (przy założeniu, że ramiona są styczne do okręgu).






143.5-2008.10.01



kontakt