Akustika příklady

Učitel předpokládá, že si sami najdete rychlost zvuku, přesněji řečeno rychlost šíření zvuku v prostoru.

Lze předpokládat, že se jedná o šíření zvuku ve vzduchu při běžné teplotě, tedy asi tak 330 metrů za sekundu. Rychlost zvuku je při různých teplotách trošku jiná, viz http://www.converter.cz/tabulky/rychlost-zvuku-vzduch.htm

Vtip je v tom, že pan učitel asi předpokládá, že zvuk se bude šířit od vás směrem k překážce od které se odrazí, takže poletí směrem tam a pak ještě zpátky, takže v 1. případě poletí 10 sekund dráhu tam a zpět a stěna by tedy měla být na poloviční cestě (ve fyzice v polovině dráhy).

Ve 2. příkladu to musí být hodně silný zvuk, když má být slyšet i na vzdálenost 5 km, jen je trošku nesrozumitelné zadání, zda se jedná o dobu kdy zvuk dorazí od stěny, nebo nejdříve letí ke stěně, pak se odrazí a počítá se celková doba? U bouřky je to jasné, někde udeří blesk a zvuk se šíří ze stejného místa a pak se dá zjistit podle doby za jak dlouho je slyšet hrom po blesku, jak to bylo asi daleko.

Ve třetím případě se má naopak vypočítat rychlost zvuku. A zase - je to doba kdy zvuk letí pouze od stěny, nebo nejdříve ke stěně a pak zase zpátky?

Pomůcky:

a) rychlost zvuku je v suchém vzduchu při teplotě asi 0 °C asi 330 m/s

b) vzorečky jsou stejné jako u jakéhokoliv pohybu výpočet rychlosti v=s/t, výpočet dráhy s=v.t a výpočet času t=s/v a počítá se v základních jednotkách - metry, sekundy, metry za sekundu

OK, takže budete počítat s rychlostí zvuku 340 m/s.

1. jakou dráhu tedy urazí zvuk za 10 sekund? s = v.t a dosadíme s = 340 . 10 = 3 400 m. To je dráha tam a zpět, stěna je na poloviční cestě, takže vzdálenost stěny bude s/2, tedy 3 400 : 2 = 1 700 m.

2. stěna vzdálená 5 km, to znamená, že zvuk letí ke stěně a pokud je dostatečně silný a tak by se měl odrazit a letět zpět. Lze pochybovat, že by byl slyšet, možná ho zaznamenají nějaké přístroje, asi jako z akustického radaru pro měření mraků, ale budiž, celková vzdálenost je dvakrát pět, tedy 10 km. Dobu t vypočíte podle známého vzorečku t = s/v ale kilometry převedete na metry.

3. Totéž se stěnou vzdálenou 1 km. Předpokládejme, že je míněna dráha tam i zpět, tedy kilometr tam a kilometr zpět, takže s = 2 . 1000 [m] a z doby t lze vypočítat rychlost v = s/t. Pokud chcete jedničku, můžete v tabulkách najít jaká je podle vámi vypočítané rychlosti zvuku zřejmě teplota vzduchu.