H28騒音・振動

H28 騒音・振動概論 問15

問題

周波数 500 Hz で音圧レベルが 80 dB の平面音波が一方向へ伝搬している。この音波の諸量として,誤っているものはどれか。ただし,空気の特性インピーダン スは 400 Pa・s/m,音の速さは 340 m/s とする。 

 

 周期は 2 ms である。 

 音圧は 0.20 Pa である。 

 粒子速度は 0.050 mm/s である。 

 粒子変位は 0.16 µm である。 

 音の強さは 0.10 mW/m2 である。 

解説

(1)

周期は、周波数の逆数です。

周波数は500Hzから、周期は1/500=0.002s=2ms

(2)

音圧をp(Pa)、基準音圧をp0(=2×10-5Pa)とすると、音圧レベルL(dB)との関係は以下の式となります。

L=20・log(p/p0)

 

問題文の条件を代入します。

80=20・log(p/p0)

4=log p -(log2+log10-5)

 =log p -(0.3-5)

log p=-0.7

対数表から、100.7=5.0

p=1/5=0.2Pa

 

(3)

空気の特性インピーダンスをρc、粒子速度をvとすると、音圧pとは以下の関係があります。

p=ρc・v

v=p/ρc=0.2/400=0.0005m/s=0.5m m/s

(4)

加速度a、速度v、変位yは、角周波数ω(=2πf)とすると、以下の関係があります。

a=ωv=ω2y

v=ωy=2πf・y

y=0.0005/2・3.14・500=1.6×10-6m=0.16µm

(5)

音の強さI、音圧p、特性インピーダンスρcには以下の関係があります。

I=p2/ρc=0.22/400=0.0001W/m2=0.1mW/m2


解答.

3


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