Feladatok az akusztikához (megoldások) - iskolafizika wiki
Hangforrások
- Nevezzen meg néhány módot a hang előállítására. Mi a közös ezekben a lehetőségekben?
Valami gyorsan rezeg, amikor hang keletkezik: fuvolába (levegőbe) fújás, beszéd vagy ének (hangszalagok), dobverés (dobhártya), rádióból (a hangszóró membránjából) érkező zene - Hogyan lehet láthatóvá tenni a hangvilla rezgését?
Először tartson egy üveglemezt egy gyertya felett, amíg teljesen meg nem telik korommal. Ezután csatlakoztasson egy kis vezetéket a hangvilla egyik szálához, üsse meg és gyorsan húzza át a vezetéket az üveglapon. Ezután egy hullámvonalat lát. (Itt részletezik.) - Hogyan működik a lemez?
A lemez pontosan ellentétesen működik, mint a lezárt üveglemezzel végzett kísérlet. A lemezben hosszú hullámzó barázda található. A tű ebben a horonyban mozog és leng. Ez a rezgés most fokozható. (Itt van a pontos leírás.) - Mit csinálsz egy ingaórával, amikor az folyamatosan halad?
Az inga lengő súlyát tovább mozgatja lefelé. Mivel nagyobb ingahossznál nagyobb az időtartam. Az inga már nem leng olyan gyakran, és az óra lassabban halad. - Az egyik hang frekvenciája 100 Hz, a másik 500 Hz. Miben különbözik a két hang, amikor meghallja őket?
A 100Hz frekvenciájú hang alacsonyabb, mint az 500Hz. - Magyarázza el az "amplitúdó" kifejezést egy példával!.
Amikor Maria úgy ringat, hogy egy méterrel előre és egy méterrel visszafelé jön, akkor egy méteres amplitúdóval ringat. - A hangszóró eleinte halk, magas hangot ad ki. Ezután a csatlakoztatott szinuszgenerátor beállításai megváltoznak, és a hang erősebb. Mi változott?
A szinuszgenerátor amplitúdója megnőtt, így a hang erősebb. - Az inga 10 cm amplitúdóval és 0,5 másodperces periódussal leng. Az mit jelent?
A többi helyzetből az inga 10 cm-rel jobbra vagy balra mozog. Fél másodperc alatt egy rezgést hajt végre, azaz másodpercenként két rezgést. - A hangvilla rezgését kormos üveglemez rögzíti.
Hang terjedése
1) Miért nem hallasz semmit az űrben? Milyen kísérletet tettünk?
Nincs levegő az űrben. Ezért nincs olyan hanghordozó, amely továbbíthatja a hangot. Az osztályban harangot tettünk egy harangüveg alá, és vákuumszivattyúval szívtuk ki a levegőt. Akkor már nem hallotta a csengőt.
2) A szomszédod három emelet feletted zongorázik. Akkor is hangosan és tisztán hallja, ha az ablakok be vannak csukva. Miert van az? Kísérletet is végeztünk ezzel kapcsolatban. Írd le.
Nemcsak a levegő, hanem a falak és a padló is hanghordozó. A zongora a 3. emelet padlóján van, és így a hang a padlóra kerül. A falakon keresztül lefelé irányul, majd a falból visszatér a levegőbe, hogy hallható legyen. Az osztályban gyakorlatot végeztünk a hanghordozók vizsgálatára. A rezgő hangvilla gombját egy tárgyhoz, a fülünket pedig a másik oldalhoz tartottuk. Szilárd anyagok, mint például fa, könyv. jól vezesse a hangot, puha szöveteket, például szivacsot, ruhát. rosszul vezeti a hangot.
A gyakorlati kísérlet során egy kanállal a zsinóron hallottuk, hogy egy zsinór még a levegőnél is jobban vezeti a hangot.
3) Készítsen több rajzot egy spirálrugóról, amely bemutatja a hang terjedését; a spirálrugóról rajzokat készítettünk a füzetbe.
Láthatja, hogyan jön létre a tömörítés a rugó egyik végének összenyomásával. Ha most elengedi, a tömörítés áthalad a rugón, visszaverődik a rugó végén és újra visszahúzódik. A tömörítés az idő múlásával egyre kevésbé sűrű, míg végül eltűnik. Tömörítés helyett használhat hígítást is, ha a rugót egy ponton széthúzza.
4) A hang sebessége kb. [Math] 340 \, \ rm \ frac [/ math]. Nem számít, hogy a hang hangos/halk, magas vagy halk? Honnan tudod?
Láttuk a "Schallparade" filmet, amely megmutatja, milyen gyorsan terjed a cintányér, az operaénekes és a kürt hangja. A hangos kürt messziről hallható volt, de ugyanolyan gyors volt, mint a halkabb cintányér hangja. Nem számított, hogy a hang magas vagy alacsony.
5) Tíz másodperccel a villámlás után meghallja a mennydörgést. Meddig van a zivatar? Számoljon egyszer az egyszerű zivatarszabály segítségével, egyszer pedig a [matematika] 340 \, \ rm \ frac [/ math] hangsebességével .
A zivatarszabály szerint: [matematika] 10: 3 \ kb 33 [/ matematika]. A villám körülbelül [matekból] 33 \, \ rm km [/ matek] távolságra rúgott. (Ha kevesebb, mint 10 másodpercet számlál, akkor keressen védelmet!) A pontos sebességgel a zivatar 3,4 km-re van: három szabály szerint:
6) Zivatar 2,5 km-re található. Mennyi idő telik el a villámlás és a mennydörgés között?
három szabályként: vagy képlettel: [matematika] t = \ frac = \ frac> = 7 \, \ rm sec [/ math] Több mint 7 másodperc telik el villámlás és mennydörgés között.
7) A hangsebesség mérésére egy iskoláslány indító fedéllel hangos durranást generál.
200 m távolságban 16 olyan diák van, akik korábban egyszerre indították el a stoppereket. félig a fedél felé nézzen, és állítsa meg az órát, amikor meglátják a fedelet. A másik fele nem látja a kereplőt, és leállítja az órát, amikor meghallja a durranást. Az első tanuló esetében 10,52 másodperc telt el a stopperek indulása és a durranás generálása között. 11,15 másodperc telt el az órák kezdete és a durranás hallása között. A hang ezért 0,63 másodpercet vett igénybe a 200 méteres távon.
Az összes érték felhasználásához meg kell adni az összes kezdési idő és az összes leállási idő átlagértékét: Most kiszámíthatja a hangsebességet: három szabályként: vagy képlettel: [matematika] v = \ frac = \ frac61 \, \ r sec> = 328 \ rm \ frac [/ matematika]
8.) A hangsebesség visszhanggal történő mérésekor a következő mért értékek vannak:
Tehát a hang 0,32 másodpercet vett igénybe 110 m-en: [matematika] v = \ frac = \ frac32 \, \ rm sec> = 344 \, \ rm \ frac [/ math]
Fül és zaj
1) Rajzoljon keresztmetszetet egy emberi fülről, és nevezze meg az egyes részeket!.
2) Magyarázza el, hogyan működik a fül hallása!.
A levegőben lévő rezgések a hallójáraton keresztül jutnak el a dobhártyához. A dobhártya rezeg, és a három csont kalapács, üllő és kengyel segítségével rezgésre készteti a csiga folyadékát. A csigában a kis szőrszálakat a folyadék mozgatja, amely idegimpulzusokat vált ki, amelyek az agyba kerülnek.
3) A hangos hangot nem kell zajként érzékelni, és fordítva, a nagyon halk hang nagyon idegesítő lehet. Keressen megfelelő példa helyzeteket.
Ha hangosan hallom a kedvenc dalomat, az szép:) De egy csöpögő csap nagyon idegesítő tud lenni.
4) Antonia egy speciális síppal hívja kutyáját. Amikor belefúj, csak halk füttyöt hall, és az azonnal futni fog, még akkor is, ha messze van. Antonia nagypapája viszont nem hallott semmit a pipából. Magyarázza el!
A kutya sípja nagyon magas, nagy frekvenciájú hangot ad ki. A kutyák 50000Hz-ig, egy fiatal 20000Hz-ig hallhatnak hangot. Egy idősebb ember már nem hall ilyen magas hangokat, mert az idősebb embereknél a csiga azon része, amely hallja a magas hangokat, mozdulatlanabbá válik, és így Antonia nagypapája nem hallja a fütyülést.
5) A hangszintmérő egy tanteremben 60 dB-n méri a hangerőt. Magyarázza el az olvasás jelentését azzal, hogy elmagyarázza, mi a 0db, és hányszor hangosabb a 60db.
A leghalkabb 2000 HZ frekvenciájú hang, amelyet az emberek alig hallanak, 0 decibel hangerővel rendelkezik. Minden 10 decibeles növekedés kétszer olyan hangosnak érzékeli az emberi fület. Tehát meg kell duplázni 60db-t hatszor: [matematika] 2-szer 2-szer 2-szer 2-szer 2-szer 2 = 64 [/ matematika] 60 dB tehát 64-szer hangosabb, mint a hallási küszöb!
6) Milyen hangerőnél fordulhat elő halláskárosodás?
Aki hosszú ideig 80db vagy nagyobb hangerőnek van kitéve, viseljen hallásvédőt.
7) Miért olyan csendes, amikor leesett a hó?
Amikor a hang visszaverődik egy szilárd tárgyról, kissé halkabbá válik. A hó szilárd jégkristályokból áll, amelyek sok levegővel töltött üreggel rendelkeznek. A hótakaró nagyjából úgy néz ki, mint egy sok lyukú szivacs. Amikor a hang eléri a havat, ezekbe a kis üregekbe kerül, és gyakran visszhangként tükröződik bennük. Minden visszatükröződéssel a hang kissé halkabbá válik, amíg a hó "el nem nyeli" a hangot. (Lásd még ezt a videót.)
8) Készítsen egy rajzot arról, hogyan terjed a hang egy tanteremben beszélő embertől: