مواضيع المحاضرة: حلول المسائل المطلوبة عن موضوع الصوت .
background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

1

 

 

The Sound

 

CHAPTER 12 

Edit By: Fahad A.

 

 

     

 
 

 

 

 

 

 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                         



 

   

 ملخص حفظ

 

 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

2

 

 

        

 

 

 

 [Unless stated otherwise, assume 

C

º

20

=

T

 and 

s

m

 

343

sound

=

v

 in air.] 

 

 

 

12–1

  Characteristics of Sound 

 

1. 

(I)  A  hiker  determines  the  length  of  a  lake  by  listening  for  the  echo  of  her  shout 

reflected by a cliff at the far end of the lake. She hears the echo 2.0 s after shouting. 

Estimate the length of the lake.

 

SOL. 

 

 

 

 

 

3. 

(I) (a) Calculate the wavelengths in air at 20°C for sounds in the maximum range of 

human  hearing,  20  Hz  to  20,000  Hz.  (b)  What  is  the  wavelength  of  a  10-MHz 

ultrasonic wave? 

SOL.

 

 

 

 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

3

 

 

 

7. 

(II) Calculate the percent error  made over one mile of distance by the “5-second 

rule” for estimating the distance from a lightning strike if the temperature is  

        (a) 30°C, and (b) 10°C. 

 

SOL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              

 

 

12–2

  Intensity of Sound; Decibels 

 

8. 

(I) What is the intensity of a sound at the pain level of 120 dB? Compare it to that of 

a whisper at 20 dB. 

 

SOL

 

 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

4

 

 

9. 

(I) What is the sound level of a sound whose intensity is 

?

m

W

 

10

0

.

2

2

6

-

´

 

 

SOL

 

 

 

 

12.  (II) A cassette player is said to have a signal-to-noise ratio of 58 dB, whereas for a 

CD player it is 95 dB. What is the ratio of intensities of the signal and the background 

noise for each device? 

 

SOL

 

 

 

 

 

 

14.  (II) A 50-dB sound wave strikes an eardrum whose area is 

.

m

 

10

0

.

5

2

5

-

´

 

       (a) How much energy is absorbed by the eardrum per second? 

       (b) At this rate, 

how long 

would

 it take your eardrum to receive a total energy of 1.0 J? 

 

SOL

 

 

 

 

 

17.  (II) Human beings can typically detect a difference in sound level of 2.0 dB. What is 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

5

 

 

the ratio of the amplitudes of two sounds whose levels differ by this amount? [Hint: 

See Section 11–9.] 

SOL

 

 

 

 

 

18.  (II) If the amplitude of a sound wave is tripled, (a) by what factor will the intensity 

increase? (b) By how many dB will the sound level increase? 

SOL

 

 

 

 

 

19.  (II) Two sound waves have equal displacement amplitudes, but one has twice times 

the frequency of the other. What is the ratio of their intensities? 

SOL

 

 

 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

6

 

 

12–4  Sources of Sound: Strings and Air Columns 

 

26.  (I) (a) What resonant frequency would you expect from blowing across the top of an 

empty soda bottle that is 18 cm deep, if you assumed it was a closed tube? (b) How 

would that change if it was one-third full of soda? 

SOL

 

 

 

 

 

                             

 

12–7  Doppler Effect 

 

49.  (( )مهمI) The predominant frequency of a certain fire engine’s siren is 1550 Hz when 

at  rest.  What  frequency  do  you  detect  if  you  move  with  a  speed  of   30.0  m/s (a) 

toward the fire engine, and (b) away from it? 

SOL

 

 

 

 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

7

 

 

54.  (II) A bat flies toward a wall at a speed of  5 m/s As it flies, the bat emits an ultrasonic 

sound  wave  with  frequency  30.0  kHz.  What  frequency  does  the  bat  hear  in  the 

reflected wave? 

SOL

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            



 

 

THE SOUND 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

8

 

 

56.  (II)  A Doppler  flow  meter uses  ultrasound  waves  to  measure  blood-flow  speeds. 

Suppose the device emits sound at 3.5 MHz, and the speed of sound in human tissue 

is taken to be 1540 m/s What is the expected beat frequency if blood is  flowing in 

large leg arteries at 2 cm/s directly away from the sound source? 

SOL

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

9

 

 

57.  (III) The Doppler effect using ultrasonic waves of frequency 2.25 x 10

6

  Hz is used to 

monitor the heartbeat of a fetus. A (maximum) beat frequency of 500 Hz is observed. 

Assuming that the speed of sound in tissue is 1.54 x 10

3

 m/s calculate the maximum 

velocity of the surface of the beating heart. 

SOL

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



 



 

 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

10

 

 

General Problems 

 

66.  Approximately how many octaves are there in the human audible range? 

SOL

  

 

 

 

68.  A single mosquito 5.0 m from a person makes a sound close to the threshold of human 

hearing (0 dB). What will be the sound level of 1000 such mosquitoes? 

SOL

  

 

 

 

 

71.   A stereo amplifier is rated at 150 W output at 1000 Hz. The power output drops by 

10 dB at 15 kHz. What is the power output in watts at 15 kHz? 

SOL

  

 

 

72.      Workers  around  jet  aircraft  typically  wear  protective  devices  over  their  ears. 


background image

 

muhadharaty.com // Edit BY : Fahad A. 

11

 

 

Assume that the sound level of a jet airplane engine, at a distance of 30 m, is 140 dB, and 

that the average human ear has an effective radius of 2.0 cm. What would be the power 

intercepted by an unprotected ear at a distance of 30 m from a jet airplane engine? 

SOL

 

 

 

 



 

 

 

   




رفعت المحاضرة من قبل: Fahad Ahmed
المشاهدات: لقد قام 14 عضواً و 490 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل