Targowisko korepetycji  |  Zadania z olimpiad i konkursów!  |  Olimpiada fizyczna 2014/2015
Ars Physica Zamkor
  •  FAQ  •   Szukaj  •   Użytkownicy  •   Grupy  •  Rejestracja  •   Zaloguj


Poprzedni temat :: Następny temat
Fale akustyczne - ich prędkość i natężenie
Autor Wiadomość
serv_ 
Technik elektronik


Wiek: 26
Posty: 3
Skąd: Duisburg/DE
Wysłany: 2015-05-31, 19:40   Fale akustyczne - ich prędkość i natężenie

Witam,

Na początku chciałbym dopisać, że zdaję sobie sprawę z tego, iż temat mógł być poruszany, lecz chciałbym uzyskać wiedzę... Dla "statystycznego Kowalskiego", ponieważ o ile wykonywałem wiele pomiarów, to samej teorii za dużo nie liznąłem :)

Ostatnim czasem próbuję możliwie maksymalnie zrozumieć zjawisko rozchodzenia się fal akustycznych i sztuki obliczenia ich prędkości i natężenia na torze od A do B, gdzie po drodze są one odbijane, następują interferencje itp itd. Ogółem temat rzeka. Ale jednak cenny dział fizyki.

Na temat samego toru jaki obiera fala akustyczna wiem już wiele, ale trapi mnie jej zmiana prędkości, bo prędkość początkowa takiej fali jest określana jako ok. 343m/s, ale pozostaje to prędkością początkową, więc jeśli fala akustyczna ma do przebycia 6m po linii prostej nie mając żadnych przeszkód po drodze, a jej jedynym wrogiem jest powietrze, to rozumiem, że o ile samo powietrze jest nośnikiem, a może raczej przekaźnikiem tejże fali, to nie ulega wątpliwości, że:
1. Fala ulega rozproszeniu, a więc traci na natężeniu i/lub (?) mocy.
2. Powietrze owszem, przenosi fale dalej i dalej, ale teoretyzując, powietrze staje się także swoistym opornikiem dla całego przekazu.

Dajmy na to taki przykład:

Przepraszam za niefachowość diagramu, ale rysowałem go na szybko jedynie w celach poglądowych.

A więc,
Z- źródło sygnału
A, B, C - miejsca odsłuchu

Od Z do B jest 6m
Z-A 6,5m
Z-B 7m

Wysłana została jedna fala (to niemożliwe, ale chodzi wyłącznie o teorię) o natężeniu 70dB. Jak możnaby było obliczyć więc natężenie sygnału mierzonego w punktach A, B oraz C?

Pozdrawiam,
Bartek.
 
   
Barion 



Pomógł: 53 razy
Wiek: 22
Posty: 356
Skąd: Woj. zach.-pom.
Wysłany: 2015-05-31, 23:46   

Przedstaw Nam może swoje rozważania, a podyskutujemy. Przyjmujesz jako źródło fali źródło punktowe?
_________________
"Całą mechanikę kwantową da się wyprowadzić z doświadczenia z dwiema szczelinami." - R. Feynman
 
   
serv_ 
Technik elektronik


Wiek: 26
Posty: 3
Skąd: Duisburg/DE
Wysłany: 2015-06-01, 08:28   

No i tu zaczynają się schody.
Jestem typowym praktykiem, który jak do tej pory w tej tematyce wszystko wykonywał na podstawie prób i błędów. Moje obliczenia minimalizowały teorię, przez co praktyka była długą drogą do uzyskania efektu krążącego wokół ideału. Chcę jednak to zmienić, wiedzieć więcej, policzyć i zaoszczędzić czasu na "zabawach" praktycznych.

A więc, co do tej pory wiem;
Tak, źródło ma być punktowe.
Prędkość początkowa fali, standardowo, tak jak pisałem, 343m/s
Udało mi się, dzięki wikipedii dowiedzieć ile wynosi opór (impedancja) powietrza dla fal akustycznych i jest ona równa 429 . Wychodzi to z wzoru R= , gdzie
Δp - różnica pomiędzy ciśnieniem w aplitudzie fali dzwiękowej a ciśnieniem nazuburzonego ośrodka (tego nie rozumiem)
u - prędkość cząstek ośrodka ruchu drgającego wywołanych różnicą ciśnień (tu wydaje mi się trzeba została wrzucona prędkość początkowa?)

Choć istnieje jeszcze zależność R=ρ• gdzie:
ρ - gęstość ośrodka
- prędkość fali w danym ośrodku

To już bardziej zrozumiały wzór, z którego rzeczywiście wychodziła by wartość ok. 429.

Niestety nie mogę znaleźć żadnego wzoru, w którym wykorzystując te dane mógłbym obliczyć ostatecznie natężenie fal, które dotarły do punktów odsłuchowych A, B oraz C.

Dodatkowo kolejnym problemem jest formowanie się fali. w praktyce wychodzi na to, iż już sam kształt głośnika nadaje jest postać koła. Podejrzewam (brak mi wiedzy), że jest to okrąg wypełniony, a więc na całej jego powierzchni (w warunkach idealnych) istnieje równe ciśnienie akustyczne.

Stąd moje obliczenia:


Za kąt α przyjąłem 60° dla łatwego liczenia. A więc wychodzi na to, że natężenie akustycznie spada z 70dB/cm² przy odległości 10cm od źródła do 1,95dB/cm² przy odległości 60cm od źródła? (nie uwzględniłem tu jeszcze impedancji jaką stwarza powietrze)
Obliczenia są proste, lecz czy prawidłowe? Spadek wydaje się strasznie gwałtowny!

Przepraszam za aż takie nieprzygotowanie się do zajęć, taka natura praktyka ;)

Pozdrawiam,
Bartek.
 
   
Barion 



Pomógł: 53 razy
Wiek: 22
Posty: 356
Skąd: Woj. zach.-pom.
Wysłany: 2015-06-07, 12:47   

Rozumiem to, iż jesteś praktykiem, ale pytasz czysto teoretycznie - wiadome jest, iż aby chociażby w przybliżeniu nakreślić problem praktyczny potrzeba bardzo skomplikowanych algorytmów obliczeń uwzględniających mnóstwo czynników, współczynników etc.
Z obliczeń czysto teoretycznych tak właśnie wynika, ale co ma oznaczać kąt i dlaczego nie uwzględniłeś jego wartości w obliczeniach - przepraszam, jeśli to ja tego nie dostrzegam. :)
_________________
"Całą mechanikę kwantową da się wyprowadzić z doświadczenia z dwiema szczelinami." - R. Feynman
 
   
serv_ 
Technik elektronik


Wiek: 26
Posty: 3
Skąd: Duisburg/DE
Wysłany: 2015-06-14, 15:17   

Zdaję sobie sprawę, że to skomplikowane. Dlatego próbuję zebrać trochę wiedzy, aby móc stworzyć program, który po podaniu kilku zależności zajmie się żmudną matematyką, a następnie zobrazuje mi co się dzieje z tym dźwiękiem. Dzięki temu możnaby było dużo łatwiej ulepszać akustykę pomieszczeń.

Kąt α oznacza kąt promieniowania fali. Dla przykładu mogłaby to być jakaś stożkowa tuba z głośnikiem.
Przyjąłem 60*, ponieważ pierwszy pomiar nastąpił przy d równym najdalszej odległości od źródła.
 
   
Wyświetl posty z ostatnich:   
Odpowiedz do tematu
Nie możesz pisać nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz głosować w ankietach
Nie możesz załączać plików na tym forum
Możesz ściągać załączniki na tym forum
Dodaj temat do Ulubionych
Wersja do druku

Skocz do:  




Powered by phpBB modified by Przemo © 2003 phpBB Group
Template FISubSilver v 0.3 modified by Nasedo
Kontakt: kontakt@fizyczny.net
Przejdź na stat4U