Fysik

Lydbølger - hvorfor aftager amplituden?

16. juni 2016 af entotre1234 (Slettet) - Niveau: C-niveau

Er i tvivl om følgende:

Lydbølgers amplitude aftager med afstanden fordi:

- Energien, som afsenderen afgiver fordeles på et stigende antal molekyler

- Der opstår friktion mellem molekylerne

Er ovenstående korrekt?

Hvis det er korrekt, vil jeg sætte pris på en forklaring af det med friktion.

På forhånd tak :)

Brugbart svar (1)

Svar #1
16. juni 2016 af mathon

- Energien, som afsenderen afgiver fordeles på et stigende antal molekyler

Bølger er udbredelse af en svingninger.

Svingningerne er ikke harmoniske, da der altid optræder en dæmpningsfaktor $\lambda$ ,
så svingningerne på et givet sted til tiden
kan beskrives:
$u(t)=e^{-\lambda t}\cdot A\cdot \sin\left ( \mu t+\varphi _0 \right )\; \; \; \; \; \mu ^2=\omega ^2-\lambda ^2\; \; \; \; \; \omega >\lambda$

som kan tolkes
$u(t)=\mathbf{\color{Red} \left (e^{-\lambda t}\cdot A \right )}\cdot \sin\left ( \mu t+\varphi _0 \right )$
som en svingning med aftagende amplitude $\mathbf{\color{Red} \left (e^{-\lambda t}\cdot A \right )}$ med en lidt anden vinkelhastighed end den tilsvarende
harmoniske svingning:
.
$u(t)=A\cdot \sin\left ( \omega t+\varphi _0 \right )$

som vist ikke er C-pensum.

Brugbart svar (1)

Svar #2
16. juni 2016 af Eksperimentalfysikeren

Når en luftmængde presses sammen, vil den opvarmes. Prøv at hode for udgangshullet på en cykelpumpe og tryk stemplet hårdt ned. Det sker også i en lydbølge, når trykbølgen trykker luften sammen. Varmen fra dette område vil delvis blive ledt til naboområder, hvor temperaturen er lavere, f.eks. der hvor der er undertryk i bølgen. Når bølgen fortsætter, vil der ikke være helt så stort tryk i overtrykket og lidt højere tryk i undertrykket, hvorfor lyden dæmpes. Det er en meget svag virkning i den enkelte svingning, men efter mange svingninger vil lyden være mærkbart dæmpet.

Svar #3
16. juni 2016 af entotre1234 (Slettet)

Tak for svaret!

Så det var rigtigt nok, det jeg skrev?:)

Og friktionen kan forklares med, at der altid findes en dæmpningsfaktor, som du beskriver, og derfor sker der friktion?

Svar #4
16. juni 2016 af entotre1234 (Slettet)

Tak for den gode forklaring #2.

Brugbart svar (1)

Svar #5
16. juni 2016 af Eksperimentalfysikeren

Der er ikke tale om friktion i normal forstand. Det er varmeledning mellem overtryk og undertryk, der giver energitabet.

Svar #6
16. juni 2016 af entotre1234 (Slettet)

Okay, så ryger punkt nummer 2 af forklaringen. Jeg går ud fra, at du også taler om energi, da mere energi = varmere?

Brugbart svar (1)

Svar #7
16. juni 2016 af hesch (Slettet)

#0: Sendes en krysantemumbombe til vejrs, og den eksploderer i 100m højde, dannes lydenergi og lydeffekt. Denne lydenergi vil brede sig i alle retninger og vil på sin vej passere en række grænseflader ( kugleskaller ).

Den samlede lydenergi ( og lydeffekt ) skal fordeles nogenlunde jævnt over en sådan grænseflade.

Arealet af en kugleskal = 4πr², så lydeffekten vil af denne grund med en givet afstand, aftage med en faktor 1/r², hvor r er afstanden fra eksplosionsstedet.

PS: Lydefffekten måles i [W/m²].

Svar #8
16. juni 2016 af entotre1234 (Slettet)

Jeg fornemmer en tendens i svarene.

Tak for hjælpen :)

Skriv et svar til: Lydbølger - hvorfor aftager amplituden?

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.