Физика и астрономия · 9 клас · урок 2 от 5

Скорост и интензитет на звука. Ниво на интензитета (dB)

В този урок изучаваме скоростта и силата на звука. Във въздуха при стайна температура звукът се движи с около 340 m/s, във водата с около 1500 m/s, а в стоманата още по-бързо. Интензитетът показва каква енергия пренася звукът за секунда през 1 m2 и се измерва във W/m2. Понеже ухото чува в огромен интервал от интензитети, се използва ниво на интензитета в децибели (dB): увеличение с 10 dB означава 10 пъти по-голям интензитет.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Скорост на звука: около 340 m/s във въздуха, около 1500 m/s във водата, най-голяма в твърдите тела.
  • Разстояние по ехо: s = vt/2.
  • Интензитет I във W/m2. Ниво: L = 10·lg(I/I0) dB, I0 = 10−12 W/m2.
  • Праг на чуване 0 dB, разговор около 60 dB, праг на болката около 120 dB.
  • +10 dB означава 10 пъти по-голям интензитет, +3 dB е приблизително удвояване.

Пример

Звук с интензитет 10−6 W/m2 има ниво L = 10·lg(10−6/10−12) = 10·6 = 60 dB.

Проверете се: 18 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. В коя от средите звукът се разпространява най-бързо?
    • Във въздух
    • В стомана
    • Във вода
    • Във вакуум

    Отговор: В стомана

    В стоманата скоростта е около 5000 m/s, във водата около 1500 m/s, във въздуха около 340 m/s.

  2. Мълния блясва и гръмотевицата се чува след 3 s. На какво разстояние е мълнията? (v = 340 m/s)
    • 113 m
    • 340 m
    • 2040 m
    • 1020 m

    Отговор: 1020 m

    s = vt = 340 · 3 = 1020 m; светлината пристига практически мигновено.

  3. Как се изменя скоростта на звука във въздуха при повишаване на температурата?
    • Намалява
    • Не се променя
    • Нараства
    • Става нула

    Отговор: Нараства

    При по-висока температура молекулите се движат по-бързо и предават трептенията по-бързо.

  4. Ехо от скала се чува 4 s след вика. На какво разстояние е скалата? (v = 340 m/s)
    • 1360 m
    • 680 m
    • 85 m
    • 340 m

    Отговор: 680 m

    Звукът отива и се връща: d = 340 · 4 : 2 = 680 m.

  5. Удрят единия край на стоманена тръба, дълга 1020 m. В другия край се чуват два удара. Колко е интервалът между тях? (въздух 340 m/s, стомана 5100 m/s)
    • 3 s
    • 0,2 s
    • 3,2 s
    • 2,8 s

    Отговор: 2,8 s

    По въздуха: 1020 : 340 = 3 s, по стоманата: 1020 : 5100 = 0,2 s; разликата е 2,8 s.

  6. Каква е приблизително скоростта на звука във въздуха при стайна температура?
    • 34 m/s
    • 3400 m/s
    • 340 m/s
    • 300 000 km/s

    Отговор: 340 m/s

    Във въздуха около 20 °C звукът изминава около 340 m за секунда.

  7. Около колко е скоростта на звука във водата?
    • 1500 m/s
    • 340 m/s
    • 150 m/s
    • 15 000 m/s

    Отговор: 1500 m/s

    Във водата звукът е над 4 пъти по-бърз, отколкото във въздуха.

  8. Защо при буря първо виждаме светкавицата и после чуваме гръмотевицата?
    • Гръмотевицата възниква по-късно
    • Звукът се отразява от облаците
    • Окото реагира по-бързо от ухото
    • Светлината е много по-бърза от звука

    Отговор: Светлината е много по-бърза от звука

    Светлината идва почти мигновено, а звукът изминава около 1 km за 3 s.

  9. Самолет лети със скорост 680 m/s. Колко пъти е по-бърз от звука във въздуха (340 m/s)?
    • 3 пъти
    • 2 пъти
    • 1,5 пъти
    • 20 пъти

    Отговор: 2 пъти

    680 : 340 = 2, т.е. самолетът лети с два пъти скоростта на звука.

  10. Звук с честота 500 Hz преминава от въздух (340 m/s) във вода (1500 m/s). Как се изменя дължината на вълната?
    • Намалява от 3 m на 0,68 m
    • Нараства от 0,68 m на 3 m
    • Не се променя
    • Нараства от 0,68 m на 1,5 m

    Отговор: Нараства от 0,68 m на 3 m

    Честотата не се променя; λ = u/ν: 340/500 = 0,68 m и 1500/500 = 3 m.

  11. В каква единица се измерва нивото на интензитета на звука?
    • Децибел (dB)
    • Херц (Hz)
    • Ват (W)
    • Паскал (Pa)

    Отговор: Децибел (dB)

    Нивото L = 10 lg(I/I0) се изразява в децибели.

  12. Какво е нивото на интензитета при прага на чуване?
    • 120 dB
    • 20 dB
    • 0 dB
    • 100 dB

    Отговор: 0 dB

    При I = I0 = 10−12 W/m2 нивото е 10 lg 1 = 0 dB.

  13. Колко пъти по-голям е интензитетът на звук с ниво 60 dB от интензитета на звук с ниво 30 dB?
    • 2 пъти
    • 30 пъти
    • 1000 пъти
    • 100 пъти

    Отговор: 1000 пъти

    Всеки 10 dB отговарят на 10 пъти по-голям интензитет: 30 dB = 103 пъти.

  14. Звук има интензитет 10−5 W/m2. Какво е нивото му? (I0 = 10−12 W/m2)
    • 50 dB
    • 7 dB
    • 70 dB
    • 120 dB

    Отговор: 70 dB

    L = 10 lg(10−5/10−12) = 10 lg 107 = 70 dB.

  15. Една машина създава ниво 80 dB. Какво ниво създават две еднакви машини, работещи едновременно?
    • 160 dB
    • 80 dB
    • 90 dB
    • ≈ 83 dB

    Отговор: ≈ 83 dB

    Интензитетът се удвоява, а 10 lg 2 ≈ 3 dB: 80 + 3 = 83 dB.

  16. В каква единица се измерва интензитетът на звука?
    • dB
    • Hz
    • W/m2
    • m/s

    Отговор: W/m2

    Интензитетът е енергията за единица време през единица площ; в dB се измерва нивото му.

  17. Как се изменя интензитетът на звука от малък източник на открито, ако се отдалечим 2 пъти по-далеч?
    • Намалява 2 пъти
    • Не се променя
    • Намалява 4 пъти
    • Нараства 2 пъти

    Отговор: Намалява 4 пъти

    Енергията се разпределя по сфера, чиято площ расте с квадрата на радиуса.

  18. Една машина създава ниво 70 dB. Колко такива машини, работещи едновременно, създават ниво 80 dB?
    • 10
    • 2
    • 8
    • 100

    Отговор: 10

    Увеличение с 10 dB означава 10 пъти по-голям интензитет, т.е. 10 еднакви машини.