Zvuk

Před bouřkou má vzduch teplotu 30 °C a je dobře slyšet ozvěna. Jakou rychlostí se v něm šíří zvuk? Za jak dlouho po zavolání uslyšíme ozvěnu, stojíme-li na poli 150 m od lesa?

Rybářská loď vyšle ultrazvukový pulz směrem ke dnu. Detektor zaregistruje dvě odražené vlny v čase 0,24 s a v čase 0,80 s po vyslání. Vypočítejte, jaká je vzdálenost hejna ryb ode dna. Ultrazvuk se ve vodě šíří rychlostí 1,5 km/s.

Zvuk dospěje k pobřeží vzduchem o 4,0 s později nežli vodou. Jak daleko od pobřeží se nacházel zdroj zvuku? Ve vzduchu se zvuk šíří rychlostí 340 m/s, ve vodě rychlostí 1 500 m/s.

Pozorovatel na horní vyhlídce nad propastí Macocha v Moravském krasu si všiml, že nedaleko od vyhlídky se z horního okraje propasti uvolnil kámen a dopadl na její dno. Zvuk vzniklý při dopadu k němu dospěl za 5,8 s od okamžiku uvolnění kamene. S využitím tíhového zrychlení g = 9,8 m/s² a rychlosti zvuku v_z = 340 m/s vypočítejte, jak je propast hluboká.

Skauti umí velmi jednoduše odhadnout, jak je bouřka daleko. Jakmile uvidí blesk, začnou počítat sekundy, dokud neuslyší hrom. Počet sekund vydělí třemi a tím získají vzdálenost bouřky v kilometrech. Znáte-li rychlost zvuku (340 m/s) a rychlost světla (3 ⋅ 10⁸ m/s), spočítejte přesně, jak je bouřka daleko, když hrom zaburácí 15 s po záblesku. Vysvětlete, proč odhad dává správný výsledek.

Stíhačka proletí ve výšce 1 500 m nad hlavou pozorovatele. Má rychlost 600 m/s a pohybuje se po přímce. Vypočítejte, jakou vzdálenost od tohoto okamžiku urazí, než pozorovatel na zemi uslyší rachot jejích motorů. Rychlost zvuku je 340 m/s.

Netopýr se pohybuje směrem k překážce rychlostí 10 m/s. Ultrazvukový signál, který vyslal směrem dopředu, se k němu po odrazu vrátil za 0,15 s (od jeho vyslání). Jaká doba zbývá netopýrovi, aby se překážce vyhnul? Rychlost šíření zvuku je 340 m/s.

Divák na tribuně pozoruje projíždějící závodní vozy. Slyší frekvenci 236 Hz, když se formule k němu přibližuje, a frekvenci 200 Hz, když se od něj formule vzdaluje. Vypočítejte, jakou rychlostí se tento závodní monopost pohybuje. Rychlost zvuku ve vzduchu je 340 m/s.

Struna má délku 0,80 m. Rychlost šíření vlnění na struně je 200 m/s.

1. Nakreslete základní a první vyšší harmonický mód stojatého vlnění struny.
2. Určete vlnovou délku a frekvenci těchto módů stojatého vlnění.

Sloupec vzduchu uvnitř flétny má délku 30,0 cm. Předpokládáme, že uvnitř flétny vzniká základní mód stojatého vlnění s kmitnami na obou koncích.

1. Jakou bude mít frekvenci tón vydávaný flétnou, je-li teplota vzduchu uvnitř flétny 20 °C?
2. O kolik se změní ladění (frekvence) flétny z otázky a), když se hráč rozehraje a naplní flétnu vzduchem o teplotě 32 °C?
3. O kolik milimetrů by musel prodloužit tělo flétny, aby frekvence vypočítaná v otázce a) zůstala nezměněna?

Vypočítejte intenzitu zvuku odpovídající hlasitosti 60 dB. Práh slyšení je \(I_0=10^{-12}\ \mathrm{W/m}^2\).

Pěvecký sbor o dvaceti členech vytváří zvuk, jehož hlasitost v hledišti je 70 dB. Jak hlasitý zvuk v dB vytvoří ve stejném místě devadesátičlenný sbor zpěváků? Pro jednoduchost předpokládejme, že všichni sboristé zpívají stejně hlasitě a vzájemně se netlumí.

Všesměrový zdroj zvuku má výkon 20 W, tj. do všech směrů vysílá rovnoměrně akustickou energii, celkově 20 J za 1 s.

1. Jaká energie dopadne za sekundu kolmo na 1,0 m² plochy vzdálené 5,0 m od zdroje?
2. Jaká energie dopadne za sekundu na ušní bubínek o velikosti 80 mm² ve vzdálenosti 5,0 m od zdroje?
3. Jaká je hladina intenzity zvuku ve vzdálenosti 5,0 m od zdroje?

O kolik půltónů jsou vzdáleny frekvence 267 Hz a 200 Hz?