ベストアンサー 物理、音響 2018/06/07 08:08 音圧レベル(dB)から粒子速度を求めたいです。 空気の音響インピーダンス密度(kg/m^2×sec)をpcとおくと、どのような式で求まるか教え下さい。 お願い致します。 みんなの回答 (3) 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー sirasak ベストアンサー率27% (348/1288) 2018/06/07 16:00 回答No.2 粒子速度u =p/pc なので1秒間の波形の周囲軌跡である粒子速度は 音圧 Pa を音響インピーダンス pc (1.2kg/m^2x340m≒400)で割れば良い。 先ずdBからPaを求めるには dB=0.00002*10^(Pa/20)で良いみたいですが、 Paは実効値なので1.4を掛ける必要があり、dBから求める式は 粒子速度m/s=1.4*0.00002*10^(dB/20)/400で合っていると思います。 間違いだったら指摘下さい。騒音・振動環境入門H22中野有明著は分かり易いです。 画像を拡大する 質問者 お礼 2018/06/09 00:08 丁寧な解説、ありがとうございます。紹介して頂いた本も参考にしたいと思います。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 1 その他の回答 (2) tetsumyi ベストアンサー率25% (1963/7609) 2018/06/08 08:23 回答No.3 粒子速度って、常温での空気分子は500m/s程度で激しく走り回っていますから音が伝わったからと言って分子速度はごくわずかしか変わりませんが? 音の伝播速度は340m/s程度ですが何が知りたいのか良くわからない。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 1 hue2011 ベストアンサー率38% (2801/7249) 2018/06/07 10:37 回答No.1 音響で、何かの粒子が飛んでくるというのですか。 振動の幅がどうだとか言う話ではないのなら、それは答える意味のない質問じゃないでしょうか。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 1 カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 流体 振動 工学 の問題です 振動 流体 の問題です。 音速 p (圧力振動)と音響粒子速度 u (流速振動)の比は比音響インピーダンス z(z=p/u) と呼ばれ、進行波音波中では時間平均密度と音速の積で与えられる媒質の固有音響インピーダンス ρc に等しい。これを用いて次の問いに答えよ。 (1)人が耳を使って聞くことができる最小の音圧は振動数 1kHz の音では 2×10^(-5)Pa 程度とされている。大気圧空気 15℃ の密度を1.3kg/m^3,音速を 340m/s として空気の変位振動を計算し、水素原子の半径(ポーア半径、0.053nm)と比較せよ。 (2)大気圧(10^5Pa)空気(15℃)を伝わる1kHzの進行波音波(音圧2×10^(-5)Pa)の音響強度 I=pu/2 を求めよ。また音響強度 I が地表での太陽光エネルギー流束 1kW/m^2 と等しくなるのは音圧が大気圧の何%のときか。 という問題です。 自分でもやってみましたが、よくわかりませんでした 分かる方教えていただけないでしょうか。 音圧から音の強さへの変換 I:音の強さw/m p:音圧Pa ρ:空気密度 c:音速 とすると基礎式はI=p^2/ρ・cとなっていますが、 音の強さが音圧の自乗になっている理由は何でしょうか。 また、ρ・cがなぜ空気のインピーダンスとなるのか教えて頂けますでしょうか。 ノーマル音響インピーダンス オシロスコープで測定した電圧を音圧に変換し吸音率を求める途中式でノーマル音響インピーダンスを使うのですが、Z=ρc(Rn+Xn)のRn:音響抵抗とXn:音響リアクタンスをどのようにして求めていけばよいか分からず困っています。解き方または本のタイトルでもよいので知っている人がいるなら教えてください。よろしくお願いします。 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた? OKWAVE コラム 音響の問題です 音響の問題です。 実際にある試験に出題された問題です。 (問題) 音のエネルギーの反射率が0.5である平面に接して点音源が置かれている。この音源から半自由空間に音が放射されたとき、音源から2 m 離れた点における音圧レベルは99 dB であった。音源の音響パワーは何 W か。ただし、音源から放射された直接音と、平面による反射音との干渉は無視できるとする。 (解答) 0.25 W 私が計算すると、反射率が0.5なので、放射率(名称が放射率で良いのかはわかりません。入射音の音響パワーと反射音の音響パワーの差)は 1 - 0.5 = 0.5 として計算すると 音響パワーは 0.4 Wになります。音圧レベルを計算するとき、半自由空間で-20log2 - 8 で補正しています。 解答と合わないのでは、私の放射率の計算方法が間違っていると思いますが、この場合どのように式を立てたらよいのでしょうか? 私の計算 99 (dB) = 10 log ((1-0.5)*Pw)/10^-12) - 20log2 -10log(2π) で式を立てました。 Pw:音響パワー(W) log:すべて常用対数です。 分かる方おられましたら教えてください。よろしくお願いします。 物理 質問 大学 ストークスの法則 解説お願いします。 水の入った水槽の中に球形の密度3×10^(-3)[kg/m^3]のガラス微粒子がある。 深さ0.1[m]とするとき、10時間後も沈まないガラス微粒子の大きさ」を求めよ。 水の粘性を10^(-3)とする。 物理 質問 大学 ストークスの法則 解説お願いします。 水の入った水槽の中に球形の密度3×10^(-3)[kg/m^3]のガラス微粒子がある。 深さ0.1[m]とするとき、10時間後も底まで沈まないガラス微粒子の大きさを求めよ。 水の粘性を10^(-3)とする。 物理音波の速度図波形を測定できる機器がありますか? 物理では空気粒子が左右に動く様子を示すと言う節で音が大きいとする速度図が横波図の説明に使われています。 音響学ではマイクで測定すると普通に横波図の音圧図になって簡単なのですが、物理の速度図の測定はどうするのか疑問になっています。 測定後に演算したりするのではなくて、マイクのように直接測定して物理の速度が出せる機器がありますか? 媒質を伝播する波の位相速度について 弦の振動の位相速度は次式で与えられます。 C = √τ/ρ -----(1) ここで、C:位相速度、τ:弦の張力、ρ:媒質の密度。 ここで疑問なのは、空気中の音速と、水中の音速がそれぞれ、340m/sec、1500m/secであるそうですが、先ほどの位相速度の式((1)式)によれば、水の密度は空気密度よりも大きいので、水中の音速は、空気中の音速よりも小さくなるように思えるですが。 どなたか、ご教授願います。 空気の熱量計算 以前にあった質問に対し、再確認したいです。 http://okwave.jp/qa/q6559338.html 同じ条件で計算すると、 Input温度 28℃ Output温度70℃ 風量200m^3/minのときの発熱量はいくらか? 空気密度 1.29 (kg/m^3) 空気比熱 0.24 [kcal/kg ℃] 熱量 = 1.29(kg/m^3)*0.24[kcal/kg ℃]*(200/60 m3/sec)*42Δt = 43.3 kcal/sec 1cal=4.19Jなので、 43.3kcal*4.19=181kJ となりませんか? 私の計算が間違っている場合、どこが待ちがっっているか、訂正してもらえると助かります。 実験による音響インテンシティの計算法 2マイクロホン法で音響インテンシティを計算する方法があります。音響インテンシティは音圧Pと粒子速度Uの積ですが、長らく粒子速度Uを測定する方法がなかったので2マイクロホンの圧力の差分から計算で定めていました。ここで2マイクロホン法のクロススペクトル法について教えてください。 通常PとUのクロススペクトルの虚数部をインテンシティとしていると思います。これはPとUが90度位相が違う事を仮定していると思います。 しかし実際には振動面(発音部)近傍で流体が振動面に拘束されて付加マスになってしまうためUの位相がPと同じだったりするなど、空間内のPとUの位相差は90度とは限りませんし一定でもありません。おそらく近傍ならクロススペクトルの虚数部、遠方なら実部を使うことになるでしょう。中間は粒子速度を直接測るか2マイクロホンの圧力差分を直接積分するしかありません。 一般に振動面からどのくらい近ければ虚数部(音の波長との比?、空気のポアソン比との比による?)、どのくらい遠ければ実数部を使うべきなのか、教えてください。 発泡素材の熱伝導率を計算する方法 PVC(ポリ塩化ビニル)発泡材の熱伝導率を計算で出したいと考えています。 今手元にあるデータは PVC(発泡していない状態) 密度:1350 kg/m^3 比熱:0.24 kcal/kg℃ 熱伝導率:0.2095 W/mK 空気 密度:1.293 kg/m^3 比熱:0.241 kcal/kg℃ 熱伝導率:0.0241 W/mK 体積比は0.13:0.86(PVC:空気)で発泡した状態のPVC材の密度は200kg/m^3となっています。 全くの素人で的外れな質問かも知れませんが,実験式や簡易式のようなものはあるでしょうか。 よろしくお願いします。 空気抵抗について 空気抵抗について、自分なりに調べたのですが分からない所があるので教えてください。 空気抵抗 Fair=CD*A*(pU^2/2) で表せるそうですが 質問1:この式から得られる値の次元は何になるのでしょうか。 CD=抗力係数、A[m^2]=前面投影面積、p[kg/m^3]=空気密度、U[m/s]=速度 空気密度は28度C、一気圧下では1.17kg/m^3くらいみたいです。 質問:2 時速100km/hで走っている車が受ける空気抵抗の値を上の式で求められたとして この車が慣性走行(空気抵抗以外の抵抗、摩擦を無視)をする時に、空気抵抗によって落ちる速度の求め方を教えてください。 CD値は0.3と設定します。 ちなみに学校の宿題ではありません。宜しくお願いします。 日本史の転換点?:赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム スピーカーのカタログの見方を教えてください。 スピーカーのカタログの見方を教えてください。 出力音圧レベル 85dB インピーダンス 4Ω っというスピーカーと、 出力音圧レベル 85dB インピーダンス 8Ω このような、出力音圧レベルが同じで、インピーダンスが違うスピーカーがあったとします。 私は、8Ωの方がカタログ的には出力音圧レベルは高いと思ったのですが、 昨日オーディオショップの店員さんに4Ωの方が出力音圧レベルは高いと言われました。 「音圧って1Wの信号を入れて1mの距離で測ったものですので、 抵抗値が高いと音圧は小さいです。なので4Ωの方が音圧は高いです」 っといわれました。 カタログって「dB/2.83v/m」っという基準?規格?で書いているの思うのです。 「W=V×V÷Ω」で2.83Vで計算すると、4Ωのスピーカーだと2Wになりますよね。 なので、出力音圧レベルの数値が同じ場合、4Ωの方が-3dB低くなるのでは ないかと思ったのですが違うのでしょうか。 スピーカーはインピーダンスが変動するのはわかっています。 能率もインピーダンスも周波数によっても違うのはわかります。 ですが、「カタログの見方」として教えてほしいです。 密度の単位について質問です 密度の単位について質問です。 これまで、密度の単位と言えば、kg/m3とばかりに思っていましたが、 Kg・sec2/m4という単位のものがありました。 SI単位ではないと思いますが、どうして「密度」にsec(秒?)の2乗が、また、m(メートル・平方?・立方?)の4乗という表記になるのでしょうか? まったく、イメージすらわきません。申し訳ありませんが、それぞれの意味をお教え願えないでしょうか? コード長10cm、スパン1mのNACA1412型翼を主翼とする飛行機が コード長10cm、スパン1mのNACA1412型翼を主翼とする飛行機がある。 迎え角3度で速度が20m/secのとき、主翼の揚力は何Nか? ただし空気密度は1.0kg/m^3。 管共鳴の発泡スチロールの動きで節腹が分かりますか? 昨日に、どこが節腹か分からなかったので質問したのですが、公式が無いので回答が無かったのだと思います。 図のようになると思いますが間違いであれば指摘願います。 高校物理などで説明する管共鳴の粒子速度図は空気粒子の動きを説明したもので、音圧と90度ずれていると言う理屈だそうです。 縦軸は粒子速度の方向を表したものと思いますが、節部は空気が動かない所で、動きが速くて、腹の密(高気圧)と疎(低気圧)の影響を受けて音圧が大きくて、振幅が大きい腹は無音になるとか無理な説明をしているように思います。 普通の音圧図とは逆になるので理解困難なので測定した音圧測定図や私案図で説明する方が良いと思いませんか? 粒子速度図で音圧の正しい説明ができるのでしょうか? どのようなご意見でも結構なのでお願いします。 音圧・音圧レベルの精密な測定方法 とその他 初めて質問させていただきます。 いくつか質問があります。 1)現在の技術レベル(出来れば国内)において、 音圧あるいは音圧レベルの測定は、どの程度精密に測定できるのでしょうか? 音圧レベルでいえば、0.1dBまで、0.01dBまで、0.001dBまで・・・等の回答が得られると嬉しいです。 ※可聴領域に関する質問ではありません。(0dB~100dBといった類ではありません) 2)固体を伝播する音波においても、空気中と同様に以下の式は成立するのでしょうか? <式> L2-L1 = -20*log(r1/r2) つまり、距離減衰・逆2乗則?の式は、固体中においても成立するのでしょうか? また、空気以外において成立する場合の条件は、密度等に影響を受けると考えられますが、どのような補正を行うことになるのでしょうか? 3)1)、2)の質問に関連しますが、 固体を伝播している音波の音圧・音圧レベルの精密な測定は可能でしょうか? 1つの質問に関してでも、お答えいただければ非常にありがたいです。 よろしくお願いします。 工学単位系と絶対単位系について お世話になります。 工学単位系と絶対単位系の考え方の質問です。 MKS単位系(=工学単位系?)で質量を表すとき、 [kg]を用い、力の単位も[kg]を用いている?と本で読みました。 力=質量×加速度の関係から、 質量の単位は[kg・s^2/m]となるようですが これは一体何を表しているのでしょうか? 1kgの重さの物体の質量は、1/9.8=0.10204[kg・s^2/m] となるのでしょうか? さらに密度では、絶対単位系(SI単位系)では[kg/m^3]となるのに対し、 工学単位系では、(kg・s^2/m)/(m^3) = [kg・s^2/m^4]となると書かれてありました。 例えば空気密度(1.2250[kg/m^3]←SI単位?)は工学単位系で表すと、 1.2250/9.80665=0.12492[kg・s^2/m^4]になると思いますが、 そもそも工学単位系とはどういう意味なのでしょうか? 質問している自分も何を質問しているのか分からなくなってきました。 どなたか、解説よろしくお願い致します。m(_ _)m 物理の問題です。 異なる線密度をもつ二本の線をB点でつないで作った1本の弦の一端を図のように,壁のA点に結び,他端に滑車Cを経ておもりDを吊るした。AB間の長さはL1[m]で,弦の線密度はp[kg/m]である。BC間の長さはL2[m]で,線密度は4p[kg/m]である。 (1) この弦に振動数f[Hz]の振動を加えたところ,A,B,C点のみが節となる定常波が生じた。この時,弦ABと弦BCを伝わる波の速さをそれぞれv1[m/s],v2[m/s]とすると,その比v2/v1は? (2) また、L1とL2の比L2/L1は? 分かる方、詳しく教えていただきたいです。お願い致します。 空気密度を工学単位系で表すと... お世話になります。 前回、数学カテゴリーで少し似た質問をさせて頂きましたが、 空気密度を工学単位系で表すと、どのようになりますか? 空気密度を、標準状態で1.2250kg/m^3とすると、 これはSI単位系の値なので、これを加速度で割って工学単位系にすると、 0.12492[kg・s^2/m^4]で正しいでしょうか? どうぞご教授下さいませ。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば? Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市(長野県)在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科(小学校・中学校)化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他(自然科学) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル?プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す!格安SIMと端末選びのポイントは? 友達って必要?友情って何だろう 大震災時の現実とは?私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ!負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
お礼
丁寧な解説、ありがとうございます。紹介して頂いた本も参考にしたいと思います。