Akustika
1.
Čo je akustika?
Riešenie:
Akustika je časť fyziky, ktorá sa zaoberá fyzikálnymi dejmi pri prenose zvuku. Zdroj zvuku je každé teleso, ktoré môže kmitať.
2.
Vypočítajte rýchlosť zvuku vo vzduchu
- a.) pri teplote t = 0o C
- b.) pri teplote t = 15o C
- c.) pri akej teplote je rýchlosť zvuku vo vzduchu v = 351,32 m.s-1 Rýchlosť zvuku vo vzduchu v závislosti od teploty prostredia je daná v = 331,8 + 0,61.t (m.s-1)
Riešenie:
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
Rýchlosť zvuku vo vzduchu v0 = 331,8 m.s-1, v15 = 340 m.s-1.
Rýchlosť zvuku vo vzduchu v = 351,32 m.s-1 sa dosiahne pri teplote t = 32oC
Rýchlosť zvuku vo vzduchu v15 = 340 m.s-1sa používa pri riešení úloh (ak to nie je dané ináč)
3.
Vypočítajte vlnové dĺžky zodpovedajúce hraniciam frekvenčného intervalu počuteľnosti zvuku 16 Hz – 20 000 Hz. v = 340 m.s-1.
Riešenie:
Vlnové dĺžky zodpovedajúce hraniciam počuteľnosti zvuku sú 0,017 m – 21,25 m.
4.Štyri morské ...
- a.) Na hladine mora sú dva člny vo vzájomnej vzdialenosti 11,6 km. Prvý vyšle zvukový signál po vode a súčasne svetelný signál nad vodou. Druhý čln zachytí obidva signály, zvukový o 8s neskôr ako svetelný. Určite rýchlosť zvuku v morskej vode.
- b.) Námorník na člne počul hrmenie o 10s po tom, čo videl záblesk. V akej vzdialenosti od neho sa zablyslo?
- c.) Zvuk odrazený od stáda veľrýb sa vrátil na čln za 1 sekundu. Ako ďaleko sú veľryby od člna?
- d.) Na jednom člne merali hĺbku mora ultrazvukom. Aká je tam hĺbka mora ak sa odrazený ultrazvukový signál vrátil na čln za 0,8 s?
Riešenie:
5.
Pozorovateľ, ktorý stojí na okraji priepasti Macocha, spustil do nej kameň a počul jeho náraz na dno z 5,6s. Určite hĺbku priepasti!
t1 – čas pádu kameňa, t2 – čas šírenia sa zvuku po náraze na dno
Riešenie:
Hĺbka priepasti Macocha je asi 136 m.
6.
Ak skrátime dĺžku struny (pri nezmenenej napínacej sile) o 10 cm, zmení sa jej základná frekvencia 1,5 krát. Určite pôvodnú dĺžku struny l.
Riešenie:
Pôvodná dĺžka struny bola l = 30 cm.
1. Akú dĺžku má
ak vytvárajú tón s frekvenciou f = 130,5 Hz pri teplote t = –5oC?
Riešenie:
Rozbor:
v = 331,8 + 0,61t
v–5 = (331,8 + 0,61(–5)) m.s-1 = 328,75 m.s-1
Otvorené píšťala musí mať dĺžku 1,26 m, uzavretá 0,63 m.
8.
O koľko decibelov sa zvýši hladina intenzity zvuku, ak intenzita zvuku sa zvýši 100 000 krát. Aká bude táto zvýšená intenzita?
Riešenie:
Hladina intenzity zvuku sa zvýši o 50 dB.
Zvýšená intenzita zvuku bude I = 10-7W.m-2.
9.
Čo je Dopplerov princíp (jav) ?
Riešenie:
Dopplerov princíp vysvetľuje zmenu pozorovanej frekvencie zvukových vĺn, ktorá je spôsobená vzájomným pohybom zdroja zvuku a pozorovateľa.
Nech v – rýchlosť zvuku, u – rýchlosť pozorovateľa,
w – rýchlosť zdroja zvuku, f – frekvencia, ktorú vysiela zdroj,
f‘ – frekvencia, ktorú vníma pozorovateľ
Poznámka: Johann Christian Doppler (1803 – 1853) rakúsky matematik a fyzik. Pôsobil vo Viedni, Prahe a na Banskej akadémii v Banskej Štiavnici (1847).
10.
Janko stojí pri dialnici po ktorej prechádza sanitka rýchlosťou w = 20 m.s-1. Siréna sanitky vysiela stály tón frekvencie 1 000 Hz. Akú frekvenciu registruje Janko, ak sa sanitka
- a.) približuje
- b.) vzďaľuje.
Teplota vzduchu je t = 20
oC
Riešenie:
Rozbor:
v = 331,8 +0,61.20 = 344 m.s-1, w = 20 m.s-1, f = 1 000 Hz., u = 0
Janko v prvom prípade registruje frekvenciu 1062 Hz, v druhom 945 Hz.