Garso energija: charakteristikos, tipai, naudojimo būdai, privalumai, pavyzdžiai

Garso ar akustinė energija yra tai, kurią gabena garso bangos, kai jos skleidžiamos terpėje, kuri gali būti dujos, tokios kaip oras, skystis arba kieta medžiaga. Žmonės ir daugelis gyvūnų naudoja akustinę energiją sąveikai su aplinka.

Tam jie turi specializuotų organų, pavyzdžiui, vokalinius laidus, galinčius sukelti vibracijas. Šios vibracijos yra transportuojamos ore, kad pasiektų kitas specializuotas įstaigas, atsakingas už jų aiškinimą.

Neigiamas ženklas rodo potencialios energijos padidėjimą, nes bangos sklidimas veikia stiprumo elementą dV, kai jis suspaustas, dėl teigiamo akustinio slėgio.

Skysčio elemento masė pagal pradinį tankį ρ _o ir pradinis tūris V _o yra:

m _o = ρ _o V _o

Ir kaip tešla konservuojama (tešlos išsaugojimo principas):

ρV = ρ _o V _o = konstanta

Todėl bendra energija išlieka tokia:

Galimos energijos apskaičiavimas

Integralą galima išspręsti masės išsaugojimo principu

m _o = m _f

Konstantos išvestis yra 0, todėl (ρ V) ' = 0. Todėl:

dV = (-V / ρ) dρ

Isaac Newton nustatė, kad:

(dp / dρ) = c2

Kur c žymi atitinkamo skysčio garso greitį. Pakeitus pirmiau pateiktą informaciją, gaunama terpės potencinė energija:

Jei A _p ir A _v yra atitinkamai slėgio ir greičio bangos amplitudės, vidutinė garso bangos energija ε yra:

Garsą gali apibūdinti intensyvumas .

Garso intensyvumas apibrėžiamas kaip energija, kuri per sekundę eina per paviršiaus vienetą, kuris yra statmenas garso sklidimo krypčiai.

Kadangi laiko vieneto energija yra galia P, garso I intensyvumas gali būti išreikštas kaip:

Kiekvienas garso bangos tipas turi būdingą dažnį ir turi tam tikrą energiją. Visa tai lemia jo akustinį elgesį. Kadangi garsas yra labai svarbus žmogaus gyvenimui, garsų rūšys skirstomos į tris dideles grupes pagal žmonių girdimą dažnių diapazoną:

- infraraudonųjų spindulių, kurių dažnis yra mažesnis nei 20 Hz.

- Garsinis spektras, kurio dažnis svyruoja nuo 20 Hz iki 20 000 Hz.

- Ultragarsas, kurio dažnis didesnis nei 20 000 Hz.

Garso, t. Y. Ar jis yra aukštas, mažas ar vidutinis, tonas priklauso nuo dažnio. Mažiausi dažniai interpretuojami kaip mažas garsas, maždaug nuo 20 iki 400 Hz.

Dažnis tarp 400 ir 1600 Hz laikomas vidutiniais tonais, o dideli dažniai svyruoja nuo 1600 iki 20 000 Hz, o aukšti garsai yra lengvi ir skverbiasi, o žemas garsas suvokiamas kaip gilesnis ir blaškantis.

Garsai, kurie girdimi kasdien, yra sudėtingi garsų, esančių įvairiuose dažniuose, išdėstymai.

Garsas turi kitų savybių, išskyrus dažnį, kuris gali būti naudojamas kaip klasifikavimo kriterijus. Jų pavyzdys yra trukmė, trukmė ir intensyvumas.

Gera problema yra tai, kur šiuo atveju gaunama garso energija, kurios intensyvumas aptinka žmogaus ausį.

Atsakymas yra gravitacinės potencialinės energijos. Tiesiog dėl to, kad kaištis nukrenta iš tam tikro aukščio, į kurį jis turėjo galimą energiją, jis patenka į energiją kinetine energija.

Ir kai ji pasiekia žemę, energija perkeliama į oro molekules, kurios supa kritimo vietą, o tai sukelia garsą.

Gravitacinė potencinė energija U yra:

U = mgh

Kai m yra kaiščio masė, g yra gravitacijos pagreitis, o h - aukštis, nuo kurio jis nukrito. Pakeitus šias skaitines vertes, bet ne prieš atlikdami atitinkamas konversijas Tarptautinėje vienetų sistemoje, turime:

U = 0, 1 x 10-3 x 9, 8 x 1 J = 0, 00098 J

Pareiškime teigiama, kad iš šios energijos tik 0, 05% transformuojamas, kad būtų sukurtas skambus impulsas, ty kai susižeidžiame kaištį, kai jis pasiekia grindis. Todėl garso energija yra:

E _garsas = 4, 9 x 10-7 J

Pagal intensyvumo lygtį, R spindulys pašalinamas, o garso E _garso energijos vertės ir laikas, kada impulsas truko, yra pakeistos: 0, 1 s pagal pareiškimą.