Поиск задач

Задачи на тему - Акустика


13.1 Найти длину волны λ основного тона для частоты ν=435 Гц. Скорость распространения звука воздухе c=340 м/с.

13.2 Человеческое ухо может воспринимать частотой приблизительно от ν1=20 Гц до ν2=20000 Гц. Между какими длинами волн лежит интервал слышимости звуковых колебаний? Скорость распространения звука в воздухе c=340 м/с.

13.3 Найти скорость с распространения звука в стали.

13.4 Найти скорость с распространения звука в меди.

13.5 Скорость распространения звука в керосине c=1330 м/с. Найти сжимаемость β керосина.

13.6 При помощи эхолота измерялась глубина моря. Какова была глубина моря, если промежуток времени между возникновением звука и его приемом оказался равным t=2,5 с? Сжимаемость воды β=4,6·10-10 Па-1, плотность морской воды ρ=1,03·103 кг/м3.

13.7 Найти скорость с распространения звука в воздухе при температурах t, равных:-20, 0 и 20° C.

13.8 Во сколько раз скорость c распространения звука в воздухе летом (t=27° С) больше скорости c2 распространения зимой (t=-33° С)?

13.9 Зная, что средняя квадратичная скорость v молекул двухатомного газа в условиях опыта v=461 м/с, найти скорость c распространения звука в газе.

13.10 Найти скорость с распространения звука в двухатомном газе, если известно, что при давлении p=1,01·105 Па плотность газа ρ=1,29 кг/м3.

13.11 Зная, что средняя молярная кинетическая энергия поступательного движения молекул азота Wкμ=3,4 кДж/моль, найти скорость c распространения звука в азоте при этих условиях.

13.12 Для определения температуры верхних слоев атмосферы нельзя пользоваться термометром, так как вследствие малой плотности газа термометр не придет в тепловое равновесие с окружающей средой. Для этой цели пускают ракету с гранатами, взрываемыми при достижении определенной высоты. Найти температуру t на высоте h=20 км от поверхности Земли, если известно, что звук от взрыва, произведенного на высоте h1=21 км, пришел позже на Δt=6,75 с звука от взрыва, произведенного на высоте h2=19 км.

13.13 Найти показатель преломления n звуковых волн на границе воздух-стекло. Модуль Юнга для стекла E=6,9·1010 Па, плотность стекла ρ=2,6·103 кг/м3, температура воздуха t=20°C.

13.14 Найти предельный угол α полного внутреннего отражения звуковых волн на границе воздух-стекло. Воспользоваться необходимыми данными из предыдущей задачи 13.13.

13.15 Два звука отличаются по уровню громкости на ΔLℓ=1 фон. Найти отношение I1/I2 интенсивностей этих звуков.

13.16 Два звука отличаются по уровню звукового давления на ΔLp=1 дБ. Найти отношение p2/p1 амплитуд их звукового давления.

13.17 Шум на улице с уровнем громкости LI1=70 фон слышен в комнате так, как шум с уровнем громкости LI2=40 фон. Найти отношение I1/I2 интенсивностей звуков на улице и в комнате.

13.18 Интенсивность звука увеличилась в 1000 раз. На сколько увеличился уровень звукового давления? Во сколько раз увеличилась его амплитуда?

13.19 Интенсивность звука I=10 мВт/м2. Найти уровень громкости LI и амплитуду p звукового давления.

13.20 На сколько увеличился уровень громкости LI звука, если интенсивность звука возросла: а) в 3000 раз; б) в 30 000 раз?

13.21 Найти расстояние ℓ между соседними зубцами звуковой бороздки на граммофонной пластинке для тона ля (частота ν=435 Гц): а) в начале записи на расстоянии r=12 см от центра; б) в конце записи на расстоянии r=4 см от центра. Частота вращения пластинки n=78 мин-1.

13.22 Найти расстояние ℓ между соседними зубцами звуковой бороздки на граммофонной пластинке для: а) ν=100 Гц; б) ν=2000 Гц. Среднее расстояние от центра пластинки r=10 см. Частота вращения пластинки n=78 мин-1.

13.23 При образовании стоячей волны в трубке Кундта в воздушном столбе наблюдалось n=6 пучностей. Какова была длина ℓ2 воздушного столба, если стальной стержень закреплен а) посередине; б) в конце? Длина стержня ℓ1=1 м. Скорость распространения звука в стали c1=5250 м/с, в воздухе c2=313 м/c.

13.24 Какова была длина ℓ1 стеклянного стержня в трубке Кундта, если при закреплении его посередине в воздушном столбе наблюдалось n=5 пучностей? Длина воздушного столба ℓ2=0,25 м. Модуль Юнга для стекла E=6,9·1010 Па; плотность стекла ρ=2,5·103 кг/м3. Скорость распространения звука в воздухе c=340 м/с.

13.25 Для каких наибольших частот применим метод Кундта определения скорости звука, если считать, что наи­меньшее различаемое расстояние между пучностями ℓ=4 мм? Скорость распространения звука в воздухе c=340 м/с.

13.26 Два поезда идут навстречу друг другу со ско­ростями v1=72 км/ч и v2=54 км/ч. Первый поезд дает свисток с частотой ν=600 Гц. Найти частоту ν\' колебаний звука, который слышит пассажир второго поезда: а) перед встречей поездов; б) после встречи поездов. Скорость распространения звука в воздухе c=340 м/с.

13.27 Когда поезд проходит мимо неподвижного наблюдателя, частота тона гудка паровоза меняется скачком. Какой процент от истинной частоты тона составляет скачок частоты, если поезд движется со скоростью v=60 км/ч?

13.28 Наблюдатель на берегу моря слышит звук пароходного гудка. Когда наблюдатель и пароход находятся в покое, частота воспринимаемого наблюдателем звука ν=420 Гц. При движении парохода воспринимаемая частота ν1\'=430 Гц, если пароход приближается к наблюдателю, и ν2\'=415 Гц, если пароход удаляется от него. Найти скорость v парохода в первом и во втором случаях, если скорость распространения звука в воздухе c=338 м/с.

13.29 Ружейная пуля летит со скоростью v=200 м/с. Во сколько раз изменится частота тона свиста пули для неподвижного наблюдателя, мимо которого она пролетает? Скорость распространения звука в воздухе c=333 м/с.

13.30 Два поезда идут навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Какова должна быть их скорость и, чтобы частота свистка одного из них, слышимого на другом, изменялась в 9/8 раза? Скорость распространения звука в воздухе c=335 м/с.

13.31 Летучая мышь летит перпендикулярно к стене со скоростью v=6,0 м/с, издавая ультразвук частотой ν=45 кГц. Какие две частоты звука ν1 и ν2 слышит летучая мышь? Скорость распространения звука в воздухе c=340 м/с.

13.32 Какую длину ℓ должна иметь стальная струна радиусом r=0,05 см, чтобы при силе натяжения F=0,49 кН она издавала тон частотой ν=320 Гц?

13.33 С какой силой F надо натянуть стальную струну длиной ℓ=20 см и диаметром d=0,2 мм, чтобы она издавала тон ля (частота ν=435 Гц)?

13.34 Зная предел прочности для стали, найти наибольшую частоту ν, на которую можно настроить струну длиной ℓ=1 м.

13.35 Струна, натянутая с силой F1=147 Н, дает с камертоном частоту биений νб=8 Гц. После того как эту струну натянули с силой F2=156,8 Н, она стала настроена с камертоном в унисон. Найти частоту ν2 колебаний камертона.

13.36 Камертон предыдущей задачи дает с другим камертоном частоту биений νб=2 Гц. Найти частоту колебаний ν2 второго камертона.

13.37 Найти частоту ν основного тона струны, натянутой с силой F=6 кН. Длина струны l=0,8м, ее масса m=30 г.

13.38 Найти частоту ν основного тона: а) открытой трубы; б) закрытой трубы.

13.39 Закрытая труба издает основной тон до (частота ν1=130,5 Гц). Трубу открыли. Какую частоту ν2 имеет основной тон теперь? Какова длина ℓ трубы? Скорость распространения звука в воздухе c=340 м/с.