Контрольные задачи к разделу 2

Задача 6

  Звуковое давление на расстоянии  от ненаправленного источника сферической волны . Определить звуковое давление  на расстоянии 50 метров от источника.

Решение:

  Из формулы (2. 24) следует, что при неизменной мощности источника сферической волны звуковое давление обратно пропорционально расстоянию до него. Давление на расстоянии 50 метров:

 Н/м²

Ответ: 1 Н/м²

Контрольные задачи к разделу 2

2. 1. Определить скорость звука в воздухе при нормальных физических условиях.

2. 2. Определить длину волны на частоте 50 Гц в воздухе при нормальных физических условиях.

2. 3. Определить длину волны на частоте 1000 Гц в воздухе при нормальных физических условиях..

2. 4. Построить зависимость скорости звука в воздухе от температуры для диапазона температур от 0 К до 3000 К.

2. 5. Определить скорость звука в морской воде при температуре 25⁰С на глубине 100 м и соленостью 37 ‰.

2. 6. Поперечные размеры звукоизолирующей резиновой прокладки составляют несколько длин продольных волн. Оценить отношение скоростей продольных волн в подобной протяженной прокладке и в прокладках с небольшой опорной площадью, полагая коэффициент Пуассона данной резины μ = 0, 40.

2. 7. Колеблющаяся металлическая пластина граничит одной стороной с воздухом, а другой – с водой. Оценить соотношение величин звукового давления в воде и в воздухе.

2. 8. Звуковое давление на расстоянии 1 м от дизель - генератора 2 Па. Определить акустическую мощность эквивалентного источника, излучающего сферическую волну (полагая в первом приближении, что звук голоса следует этому закону).

2. 9.        Звуковое давление на расстоянии 1 м от сигнализации 10 Па. Определить акустическую мощность эквивалентного источника, излучающего сферическую волну (полагая в первом приближении, что звук голоса следует этому закону).

2. 10. При работе ненаправленного точечного источника (т. е. источника весьма малых размеров), излучающего сферическую шумовую волну мощностью W, звуковое давление на фиксированном расстоянии равно p. Чему будет равно звуковое давление на этом расстоянии при увеличении числа источников некогерентного шумового излучения в 10 раз?

2. 11. Определить скорость распространения волн изгиба с частотами 100 и 5000 Гц в стальной пластине толщиной 1 см. Каково отношение этой скорости и скорости распространения продольных волн?

2. 12. Определить скорость распространения волн изгиба с частотами 50 и 500 Гц в стальной пластине толщиной 5 см. Каково отношение этой скорости и скорости распространения продольных волн?

2. 13 Звуковое давление на расстоянии  от ненаправленного источника сферической волны . Определить звуковое давление  на расстоянии 50 метров от источника.

2. 14 Звуковое давление на расстоянии  от ненаправленного источника сферической волны . Определить звуковое давление  на расстоянии 50 метров от источника.

2. 15 Звуковое давление на расстоянии  от ненаправленного источника сферической волны . Построить графическую зависимость звукового давления от расстояния до источника сферической волны до 200 метров.

Раздел 3. шум и звуковые спектры

В практике чаще встречаются не простые звуки (чистые тона), определенной частоты и силы, а сложные, т. е. смесь многих простых колебаний различной интенсивности и частоты. Математический подобный сложный колебательный процесс записывается в виде суммы гармонических функций

                    (3. 1)

где A_i и j_i - соответственно амплитуда и фаза отдельных членов ряда; f - частота; t - время.

При кратном i будем иметь ряд Фурье. Ряд вида (3. 1) может быть построен для любых параметров колебательных процессов.

Изображение колебательного процесса может быть в функции от времени или от частоты.

Изображение колебательного процесса в функции от времени называется осциллограммой процесса, а в функции от частоты - спектрограм­мой процесса.

Недостаток осциллограммы - необходимость специального гармонического анализа для определения частотных составляющих, процесс этот громоздок. Поэтому в акустике чаще используют запись в виде частотной зависимости, т. е. спектрограммы процесса. Спектрограмма показывает только амплитуды и частоты, но не позволяет определить сдвиг фаз между ними.

 

Это соответствует свойству человеческого уха, которое реагирует только на частоты и амплитуды отдельных составляющих звука.

  Существует три типа звуковых спектров:

К линейчатому спектру относится спектр звука голоса. Количество и интенсивность отдельных частотных составляющих звука определяют его слуховую окраску - тембр.

Сплошной спектр, в котором интервалы между частотами бесконечно малы (ударный процесс).

Смешанный спектр - наиболее преобладающий в акустике (пример шум механизмов и т. п. ).

 

                                      

а) одно гармоническое колебание

 

б) два гармонических сигнала                                     w₁/ w₂=1/2; А₁/ А₂=2; j₁ - j₂ =0

 

  

   

                            в) сумма нескольких гармонических составляющих

 

 

Рис. 3. 1. Осциллограммы и спектрограммы колебательных процессов

 

в)

б)

а)

 

Рис. 3. 2. Типы звуковых спектров

а) линейчатый; б) сплошной; в) смешанный

 

Гармоники - составляющие линейчатого спектра, частоты которых кратны одна другой.

Понятие шум носит двойственный характер. С физической точки зрения шум - смесь звуков с частотами и фазами, распределенными нерегулярно. С физиологической точки  зрения шум - звуковой процесс, неприятный для восприятия, мешающий работе и отдыху.

Рассмотрим шум, имеющий сплошной спектр между f₁ и f₂. Интенсивность шума

                                                                       (3. 2)

где I₁(f) - спектральная плотность интенсивности, характеризующая распределение интенсивности по частотам или огибающая спектра шума.

Частным случаем шума со сплошным спектром является белый шум, который имеет сплошной спектр и амплитуды всех составляющих в широкой области частот равны друг другу.

Для белого шума I₁(f) = const и из (3. 2)

I = I₁(f₁ - f₂)                                                                                              (3. 3)

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: