Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения


НазваниеОсновные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения
страница5/18
Дата публикации01.05.2013
Размер0.92 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
^

Механические колебания и волны. Акустика. УЗИ



1. Укажите соответствие между физической величиной и соответствующей ей расчeтной формулой. Обозначения: ^ I – интенсивность звука; I0 = 10-12 Вт/м2;  – плотность среды;  – скорость звука в данной среде.


  1. Уровень громкости Е (фон)




  1. Звуковое давление р




  1. Уровень интенсивности звуковой волны L (дБ)




  1. Волновое сопротивление (звуковой импеданс) Z





Громкость и уровень громкости – субъективные (физиологические) характеристики звуковой волны, которые определяются ее интенсивностью I или уровнем интенсивности L. Уровень громкости Е=k (ν, IL, где L=10 lg .

При распространении звука в среде возникает некоторое добавочное давление p, которое называют звуковым давлением. Оно связано с интенсивностью волны формулой. Величина называется удельным акустическим сопротивлением или удельным акустическим импедансом.
2. Укажите соответствие между физической величиной и соответствующей ей расчeтной формулой:


  1. Коэффициент отражения механической волны на границе раздела двух сред




  1. Уровень громкости звука Е (фон) для  = 1000 Гц




  1. Изменение уровня интенсивности звука L


c) I0 e-kx

  1. Интенсивность звуковой волны после прохождения ею в поглощающей среде расстояния x


d)


На частоте 1000 Гц уровень громкости звука Е (фон) равен уровню интенсивности L(дБ), т.е. Ефон= LдБ=10lg.

Изменение уровня интенсивности ΔL=L2-L1=10lg - 10lg=10lg.

Коэффициент отражения R звука на границе раздела двух сред определяется различием их удельных акустических импедансов Z1 и Z2 при нормальном падении

.

При распространении акустических волн в среде происходит их поглощение, причем уменьшение интенсивности волны с увеличением проходимого в среде расстояния x подчиняется экспоненциальному закону:

I=I0 e-kx,

где k – показатель поглощения, зависящий от свойств среды и частоты волны.
3. Установите соответствие между диагностическим методом, использующим механические волны, и физическим принципом метода:


  1. Аускультация


  1. анализ отраженного сигнала от границы раздела двух органов

  1. Фонокардиография


  1. выслушивание звуков, возникающих внутри организма

  1. Перкуссия


  1. регистрация звуков, сопровождающих работу сердца

  1. УЗ-томография


  1. метод измерения остроты слуха

  1. Аудиометрия


  1. анализ звуков, возникающих при простукивании тела человека

Все указанные методы предполагают использование в медицине звуковых или ультразвуковых волн.

^ Аускультация и перкуссия – методы, основанные на анализе звуков, сопровождающих работу различных органов и звуков, возникающих при простукивании различных частей тела.

Фонокардиография – метод графической регистрации звуковых волн, возникающих при работе сердца.

Аудиометрия – метод измерения остроты слуха. Его суть заключается в том, что в осях (L,ν) строят график стандартного порога слышимости (Lcт) и график порога слышимости обследуемого пациента (Lпац), затем находят разность ΔL = Lст – Lпац., она называется потерей слуха и является мерой его остроты.

УЗ-томография – метод получения видимых изображений внутренних органов с помощью ультразвука, основанный на регистрации ультразвуковых волн, отраженных на границах раздела морфологических структур и последующей обработке полученных электрических сигналов.
4. Укажите соответствие между видом звука и определяющим его физическим процессом:


  1. Звуковой удар


  1. гармоническое колебание определенной амплитуды и частоты

  1. Сложный тон


  1. кратковременное звуковое воздействие большой интенсивности

  1. Простой тон


  1. сложное периодическое колебание со своим акустическим (гармоническим) спектром

  1. Шум


  1. сочетание беспорядочно сменяющих друг друга сложных тонов


Принято различать следующие звуки:

  1. тоны;

  2. шумы;

  3. звуковые удары.

Звуковые колебания одной частоты называют чистым (простым) тоном (звук камертона).

Сложный тон – это сложное периодическое колебание со своим гармоническим спектром (звук музыкальных инструментов, гласные звуки и т.д.).

^ Шум – звук, отличающийся сложной неповторяющейся временной зависимостью (вибрация машин, аплодисменты и т.д.).

Звуковой удар – кратковременное звуковое воздействие (взрыв, хлопок и т.д.).
5. Материальная точка массой 5 г колеблется по закону: х = 10 cos (2t + 0) (см). Максимальная сила, действующая на точку, равна … мН.
Кинематическое уравнение гармонических колебаний имеет вид: . Сравнив общую формулу с данной в задаче х = 10 cos (2t + 0), можно найти A0 и 0: А= 10 см  = 0,1 м; ω0 =2 рад/с.

По условию задачи m=5 г=5·10-3 кг.

Максимальное значение силы упругости, определяющей движение, равно: . Подставив и , можно найти , а затем и перевести единицы измерения в миллиньютоны.
6. Уравнение колебаний материальной точки массой 5 г имеет вид:

х = 10 cos (2t + 0) (см). Полная энергия колебаний равна … мДж.
Полная энергия гармонических колебаний: .

В системе СИ [Е]=Дж, [m]=кг, [А0]=м, [ω0]=рад/с.

Подставив в исходную формулу заданные в условии задачи величины, получим сначала значение энергии в единицах измерения системы СИ – джоулях, а затем переведем его в миллиджоули.
7. Если тело массой 2 кг совершает колебания по закону х = 0,4 cos 5 t, где t выражено в секундах, а х – в метрах, то максимальная кинетическая энергия тела равна … Дж.
При гармонических колебаниях внешние силы и силы трения отсутствуют. При этом в любом из положений максимального отклонения от равновесия будет максимальной потенциальная энергия, а в положении равновесия она становится равной нулю, а кинетическая энергия достигает максимального значения:

. (1)

В любой момент времени полная энергия колеблющейся системы остается постоянной.

Кинематическое уравнение гармонических колебаний имеет вид: . Сравнив общую формулу с данной в задаче х = 0,4 cos 5 t, можно найти A= 0,4 м и ω0 = 5 рад/с. Подставим эти значения и значение массы тела из условия в формулу (1) и произведем расчет.
^ 8. Укажите механические волны:
a) ультразвук;

b) инфразвук;

c) инфракрасное излучение;

d) звук.
Частота механических волн меняется в широких пределах. В диапазоне частот от 16 Гц до 20 000 Гц воздействие механических волн на слуховой аппарат человека приводит к формированию слухового ощущения, поэтому волны этого диапазона называют звуковыми. Волны с частотой ниже 16 Гц представляют инфразвук, а больше 20 000 Гц – ультразвук.
9. Звуковые волны распространяются:
a) в вакууме;

b) в газах;

c) в жидкостях;

d) в твeрдых телах.
Звуковые волны распространяются в любой среде, где есть частицы, способные совершать колебания, т.е. в газах, жидкостях, твердых телах.
^ 10. Характеристиками волны являются:
a) скорость волны;

b) длина волны;

c) амплитуда волны;

d) температура среды, в которой распространяется волна;

e) частота.
Линейная частота ν – это характеристика, которая определяется числом колебаний в секунду частиц среды, участвующих в волновом процессе.

^ Амплитуда волны – наибольшее смещение от положения равновесия колеблющихся частиц, участвующих в волновом процессе.

Скорость волны  – величина, которая определяется упругими свойствами и плотностью среды, в которой распространяются волны.

Например: для продольной волны в твердом теле , где ^ Е – модуль упругости среды; ρ – еe плотность.

Длина волны – расстояние, на которое распространяется волна за время, равное периоду формирующих еe колебаний.
^ 11. Физиологическими характеристиками звуковой волны являются:
a) гармонический спектр;

b) тембр;

c) громкость;

d) интенсивность.
Громкость – физиологический параметр, который определяется интенсивностью звука. С увеличением интенсивности возрастает ощущение громкости.

^ Тембр (оттенки звучания) определяется спектральным составом звука.
12. Если два звука одинаковой частоты  = 1кГц отличаются по громкости на Е = 20 фон, то их интенсивности отличаются в … раз.
Из закона Вебера – Фехнера следует, что для частоты 1 кГц: . Отсюда . Подставляем в последнюю формулу численные данные из условия задачи и производим расчет.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

Похожие:

Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconКалендарно-тематический план проведения занятий
Основные понятия теории цепей. Идеализация источников энергии. Основные законы электрических цепей. Эквивалентные преобразования...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconДисциплина "Электротехника" Группа м-211 Семестр 3 Учебный год 2012/2013...
Основные понятия теории цепей. Идеализация источников энергии. Основные законы электрических цепей. Эквивалентные преобразования...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconИсаак Ньютон
«Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, заложившие...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон оптимума. Стено- и эврибионты. Закон индивидуальности экологии...
Уровни организации жизни, изучаемые экологией. Основные понятия (определения) экологии. Разделы и задачи общей (биологической) и...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconФедеральный закон
Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconФедеральный закон об административном надзоре
Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон Гука при кручении. Рациональная форма поперечного сечения вала
Система сходящихся сил. Способы сложения двух сил. Разложение сил на две составляющие
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconОсновные понятия о технологическом процессе изготовления рэс
Технология наука о закономерностях превращения материалов, полуфабрикатов, энергии в готовое изделие, о путях рационального использования...
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон самарской области
Основные понятия, применяемые в настоящем Законе в области физической культуры и спорта
Основные понятия механики материалов: Закон Гука. Диаграмма растяжения iconЗакон Российской Федерации от 6 мая 2011 г. N 100-фз "О добровольной пожарной охране"
Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница