R3　騒音・振動概論　問14

問題

周波数が 250 Hz，音圧実効値が 2 Pa の純音の平面波の諸量について，誤っているものはどれか。ただし，音速は 340 m/s，空気の特性インピーダンスは 400 Pa·s/m とする。 

⑴　粒子速度実効値　　　2.5 × 10^-3 m/s

⑵　周期　　　　　　　　4 × 10^-3 s 

⑶　波長　　　　　　　　1.36 m 

⑷　音圧レベル　　　　　100 dB 

⑸　音の強さのレベル　　100 dB

解説

(1)粒子速度実効値とは、音が伝わる速度の音速ではなく、空気中の粒子が動く速度を意味します。

音圧p、特性インピーダンスρc、粒子速度vには、以下の関係式があります。

p=ρc·v

v=p/ρc=2/400=5×10^-3(m/s)

(2)周波数fと周期Tには、互いに逆数の関係があります。

T=1/f=1/250=4×10^-3(s)

(3)音速c、周波数f、波長λには、以下の関係式があります。

c=f·λ

λ=c/f=340/250=1.36(m)

(4)音圧pと音圧レベルLpには、以下の関係式があります。

Lp=20 log p/p₀

p₀：基準音圧2×10^-5(Pa)

Lp=20 log 2/2×10^-5=20×5=100(dB)

(5)音の強さI、音圧p、特性インピーダンスρcには、以下の関係式があります。

I=p²/ρc

I=2²/400=1/100=10^-2

音の強さIと音の強さのレベルL_Iには、以下の関係式があります。

L_I=10 log I/I₀

I₀：基準の音の強さ10^-12(W/m²)

L_I=10 log 10^-2/10^-12=10×10=100(dB)

 

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解答．

1

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