Akustika
1.Co je akustika?
Řešení:
Akustika je část fyziky, která se zabývá fyzikálními ději při přenosu zvuku. Zdroj zvuku je každé těleso, které může kmitat.
2.Vypočtěte rychlost zvuku ve vzduchu
- a.) při teplotět = 0o C
- b.) při teplotět = 15o C
- c.) při jaké teplotě je rychlost zvuku ve vzduchu v = 351,32 m.s-1 Rychlost zvuku ve vzduchu v závislosti na teplotě prostředí je dána v = 331,8 + 0,61.t (m.s-1)
Řešení:
a.) t = 0
oC, v
0 =( 331,8 +0,61.0) m.s
-1=331,8 m.s
-1 => v
0 = 331,8 m.s
-1
b.) t = 15oC, v15 =( 331,8 + 0,61.15oC) m.s-1= 340 m.s-1 => v15 = 340 m.s-1
- Rychlost zvuku ve vzduchu v0 = 331,8 m.s-1, v15 = 340 m.s-1.
- Rychlost zvuku ve vzduchu v = 351,32 m.s-1 se dosáhne při teplotě t = 32oC
- Rychlost zvuku ve vzduchu v15 = 340 m.s-1 se používá při řešení úloh (pokud to není dáno jinak)
3.Vypočtěte vlnové délky odpovídající hranicím frekvenčního intervalu slyšitelnosti zvuku 16 Hz - 20 000 Hz. v = 340 m.s-1.
Řešení:
Vlnové délky odpovídající hranicím slyšitelnosti zvuku jsou 0,017 m – 21,25 m.
4.Čtyři mořské ...
- a.) Na hladině moře jsou dva čluny ve vzájemné vzdálenosti 11,6 km. První vyšle zvukový signál po vodě a současně světelný signál nad vodou. Druhý člun zachytí oba signály, zvukový o 8s později jako světelný. Určetě rychlost zvuku v mořské vodě.
- b.) Námořník na člunu slyšel hřmění o 10s po tom, co viděl záblesk. V jaké vzdálenosti od něj se zablesklo?
- c). Zvuk odražený od velryb se vrátil na člun za 1 sekundu. Jak daleko jsou velryby od člunu?
- d.) Na jednom člunu měřili hloubku moře ultrazvukem. Jaká je tam hloubka moře li odražený ultrazvukový signál vrátil na člun za 0,8 s?
Řešení:
5.Pozorovatel, který stojí na okraji propasti Macocha, spustil do ní kámen a slyšel jeho náraz na dno z
5,6 s. Určetě hloubku propasti!
t1 – čas pádu kamene, t2 – čas šíření zvuku po nárazu na dno
Řešení:
Hloubka propasti Macocha je asi 136 m.
6.Pokud zkrátíme délku struny (při nezměněné napínací síle) o 10 cm, změní se její základní frekvence 1,5 krát. Určitě původní délku struny l.
Řešení:
Původní délka struny byla l = 30 cm.
7. Jakou délku má:
pokud vytvářejí tón s frekvencí f = 130,5 Hz při teplotě t =-5
oC?
Řešení:
Rozbor:
v = 331,8 + 0,61t
v–5 = (331,8 + 0,61(–5)) m.s-1 = 328,75 m.s-1
Otevřená píšťala musí mít délku 1,26 m, uzavřená 0,63 m.
8.O kolik decibelů se zvýší hladina intenzity zvuku, pokud intenzita zvuku se zvýší 100 000 krát. Jaká bude tato zvýšená intenzita?
Řešení:
Hladina intenzity zvuku se zvýší o 50 dB.
Zvýšená intenzita zvuku bude I = 10-7W.m-2.
9.Co je Dopplerov princip (jav)?
Řešení:
Dopplerov princip vysvětluje změnu pozorované frekvence zvukových vln, která je způsobena vzájemným pohybem zdroje zvuku a pozorovatele.
Ať v - rychlost zvuku, u - rychlost pozorovatele,
w - rychlost zdroje zvuku, f - frekvence, kterou vysílá zdroj,
f'- frekvence, kterou vnímá pozorovatel
Poznámka: Johann Christian Doppler (1803 - 1853) rakouský matematik a fyzik. Působil ve Vídni, Praze a na Báňské akademii v Banskej Štiavnici (1847).
10.Honza stojí u dálnice po níž prochází sanitka rychlostí w = 20 ms-1. Siréna sanitky vysílá stálý tón frekvence 1000 Hz. Jakou frekvenci registruje Janko, pokud se sanitka
- a.) přibližuje
- b.) vzdaluje.
Teplota vzduchu je t = 20
oC
Řešení:
Rozbor:
v = 331,8 +0,61.20 = 344 m.s-1, w = 20 m.s-1, f = 1 000 Hz., u = 0
Honza v prvním případě registruje frekvenci 1062 Hz, ve druhém 945 Hz.