Hva blir nest laveste resonansfrekvens i rret i forrige oppgave?

Transkript

1 TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 8. Oppgave 1 Slv har massetetthet 10.5 gram pr kubikkcentimeter og Youngs modul lik 83 GPa. Hva er lydhastigheten i ei tynn slvstang? 0.8 km/s 1.8 km/s 2.8 km/s 3.8 km/s E 4.8 km/s Oppgave 2 To biler kjrer rett mot hverandre, bil nr 1 med hastighet 40 m/s og bil nr 2 med hastighet 20 m/s. egge bilene er utstyrt med en sirene som genererer en harmonisk lydblge med frekvens 900 Hz. et er vindstille, og vret er ellers slik at lydhastigheten denne dagen er v = 340 m/s. Hvilken frekvens f 1 maler bil nr 1 fra sirenen i bil nr 2, og hvilken frekvens f 2 maler bil nr 2 fra sirenen i bil nr 1? f 1 = 1069 Hz og f 2 = 1069 Hz f 1 = 1080 Hz og f 2 = 1080 Hz f 1 = 1069 Hz og f 2 = 1080 Hz f 1 = 1080 Hz og f 2 = 1069 Hz Oppgave 3 Et langt, tynt rr som er apent i den ene enden og lukket i den andre skal brukes til a lage staende lydblger med frekvens 50 Hz. ette skal vre rrets laveste resonansfrekvens (grunntonen). Hvor langt ma da rret vre? Lydhastigheten er 340 m/s. 85 cm 170 cm 255 cm 340 cm Oppgave 4 Hva blir nest laveste resonansfrekvens i rret i forrige oppgave? 100 Hz 125 Hz 150 Hz 200 Hz 1

2 Oppgave 5 Hvis du skrur opp volumet pa forsterkeren slik at utsendt eekt kes med en faktor 20, hva blir kningen i lydtrykksnivaet? 2 d 13 d 20 d 40 d E 100 d Oppgave 6 Figuren viser en lydkilde (s) som sender ut lydblger med en bestemt frekvens. e re sirklene angir posisjoner for re paflgende blgetopper. Hva er kildens hastighet v s, inklusive retning, i forhold til lydhastigheten v? v s = v=8, mot o. v s = v=2, mot o. v s = v=8, bort fra o. v s = v=2, bort fra o. s o Oppgave 7 En hyttaler sender ut lyd med like stor intensitet i alle retninger. u maler et lydtrykksniva pa 60 d 40 meter fra (sentrum av) hyttaleren. Hva er da lydtrykksnivaet 10 meter fra (sentrum av) hyttaleren? 66 d 72 d 78 d 84 d E 90 d Oppgave 8 En gitarstreng med lengde 65 cm er strukket med en kraft 130 N og har masse 6.5 g. Hva er strengens grunntone? 47.7 Hz 57.7 Hz 67.7 Hz 77.7 Hz E 87.7 Hz 2

3 Oppgave 9 Et langt, tynt rr som er apent i begge ender skal gi en grunntone pa 68 Hz. Hvor langt ma da rret vre? Lydhastigheten er 340 m/s. 1.0 m 1.5 m 2.0 m 2.5 m E 3.0 m Oppgave 10 Hva blir frekvensen til frste overtone i rret i forrige oppgave? 136 Hz 170 Hz 204 Hz 238 Hz E 272 Hz Oppgave 11 I hvilken retning forplanter den plane blgen (r; t) = 0 sin(k r!t) seg? Parallelt med r. Parallelt med k. Normalt pa r. Normalt pa k. E Normalt pa planet som dannes av k og r. Oppgave 12 I en plan lydblge er midlere energi pr volumenhet lik 1.0 J pr kubikkmeter. Lydhastigheten er 340 m/s. Hva er lydtrykksnivaet? 45 d 55 d 65 d 75 d E 85 d 3

4 Oppgave 13 En plan lydblge har flgende komponenter av blgetallsvektoren k: k x = 0:5, k y = 1:0 og k z = 1:5, alle angitt i 1/m. Hva er blgelengden? 1.4 m 3.4 m 5.4 m 7.4 m E 9.4 m Oppgave 14 I forrige oppgave, hvor stor vinkel danner blgens forplantningsretning med x-aksen? 44 grader 54 grader 64 grader 74 grader E 84 grader Oppgave 15 En plan lydblge forplanter seg i positiv x-retning, (x; t) = 0 sin(kx!t); gjennom et uid med bulkmodul. Hva er amplituden til den tilhrende trykkblgen p? Her er p avviket fra likevektstrykket p k 0 0 k= E 0 =k Oppgave 16 En gitarstreng med lengde 70 cm er festet i begge ender. Strekket i strengen er 120 N og massen er 7.9 g. Hva er frekvensen til strengens 3. harmoniske (dvs 3. laveste egenfrekvens; 2. overtone)? 221 Hz 231 Hz 241 Hz 251 Hz 4

5 Oppgave 17 Stal har en bulkmodul pa 160 GPa. Hvor stort trykk ma vi da utsette en stalkloss for dersom vi nsker a oppna en volumreduksjon pa 1%? 160 atm 1600 atm atm atm E atm Oppgave 18 I en transversal harmonisk blge y(x; t) = y 0 sin(kx!t) pa en streng med masse pr lengdeenhet 25 g/m, amplitude 4.0 mm og frekvens 25 Hz, hva er midlere energi pr lengdeenhet? 2 mj/m 5 mj/m 8 mj/m 11 mj/m E 14 mj/m Oppgave 19 Med hvor mange d faller lydtrykknivaet i en sylinderblge ved en 4-dobling av avstanden til kilden? 3 d 4 d 5 d 6 d E 7 d Oppgave 20 En streng pa et instrument er 80 cm lang og er festet i begge ender. Hva er blgelengden til strengens 4. overtone? (vs strengens 5. laveste resonansfrekvens.) 12 cm 22 cm 32 cm 42 cm E 52 cm 5