Presiunea sonoră

Presiunea sonoră este un exces de presiune variabil care apare într-un mediu elastic atunci când o undă sonoră trece prin acesta . Unitatea de măsură în Sistemul Internațional de Unități (SI) este pascalul (Pa).

Valoarea instantanee a presiunii sonore într-un punct din mediu se modifică atât cu timpul, cât și atunci când se deplasează în alte puncte din mediu, prin urmare, valoarea rădăcină pătratică medie a acestei mărimi asociată cu intensitatea sunetului este de interes practic :

I={\langle p^{2}\rangle _{t} \over Z_{S)),

Unde

eu

- intensitatea sunetului , W / m² ;

p

- presiunea sonoră, Pa ;

Z_{S}

este rezistența acustică specifică a mediului;

\langle \rangle _{t)

- medie de timp.

Când se iau în considerare oscilațiile periodice, se folosește uneori amplitudinea presiunii sonore; deci, pentru o undă sinusoidală

p=p_{0}\sin(\omega t+\varphi),\qquad \langle p^{2}\rangle _{t}={\pi p_{o}^{2} \over \omega },

I={\pi p_{0}^{2} \over \omega Z_{S)),

unde este amplitudinea presiunii sonore. $p_{0}$

Nivelul presiunii sonore ( ing. SPL , nivelul presiunii sonore ) - măsurat în unități logaritmice , valoarea presiunii sonore, raportată la presiunea de referință (inițială) \ u003d 20 μ Pa , corespunzătoare pragului de audibilitate al unei unde sonore sinusoidale cu o frecvență de 1 kHz : $p_{\mathrm {SPL} }$

L_{p}=20~\mathrm {lg} ~{p \peste 20~\mu \Pi \mathrm {a} }

db .

Dacă este necesar să se indice presiunea inițială, valoarea acesteia este plasată între paranteze după desemnarea nivelului, de exemplu: L P (ref. 20 μPa) = 20 dB sau L P (re 20 μPa) = 20 dB ( re este scurt pentru referință în limba engleză ); este posibilă și o formă scurtă de înregistrare - L P / 20 μPa = 20 dB. Este permisă indicarea valorii presiunii inițiale după valoarea nivelului, între paranteze după spațiul obligatoriu, de exemplu: 20 dB (ref. 20 µPa) ; mai mult, în practică, se folosește și o formă scurtă de înregistrare, de exemplu: 20 dB (20 μPa) [1] [2] .

Exemple de presiune acustică

Nivelurile de presiune sonoră sunt date în dB (ref. 20 µPa):

0 - nu se aude nimic - pragul de auz pentru o undă sinusoidală cu o frecvență de 1 kHz;
5 - nu se aude aproape nimic - liniște în munți;
10 - aproape inaudibil - șoaptă , ticăitul ceasului, foșnet liniștit al frunzelor, sunetul unui ac care cade;
15 - abia se aude - foșnetul frunzelor;
20 - abia audibil - nivel de fundal în zone deschise;
25 - liniște - zonă rurală departe de drumuri, toarcerea unei pisici la o distanță de 0,5 m;
30 - silențios - ceas de perete, zgomotul maxim admis pentru sursele de zgomot constant situate în spații de locuit, noaptea de la 21:00 la 07:00;
35 - se aude clar - conversație înăbușită, bibliotecă liniștită, zgomot în lift;
40 - clar audibil - o conversație liniștită, o instituție (birou), zgomotul unui aparat de aer condiționat, zgomotul unui televizor în camera alăturată;
50 - clar audibil - conversatie de volum mediu, strada linistita , masina de spalat rufe ;
60 - moderat zgomotos - conversație tare, norma pentru birouri;
65 - foarte zgomotos - conversație tare la o distanță de 1 m;
70 - conversații zgomotoase - zgomotoase la o distanță de 1 m, zgomotul unei mașini de scris , o stradă zgomotoasă, un aspirator la o distanță de 3 m;
75 - zgomot - țipete , râsete de la o distanță de 1 m, zgomot într-un vagon vechi de cale ferată ;
80 - foarte zgomotos - un ceas deșteptător puternic la o distanță de 1 m, țipete, o motocicletă cu amortizor de zgomot , sunetul motorului unui camion în funcțiune , un sunet lung provoacă pierderea auzului;
85 - foarte zgomotos - un țipăt puternic, o motocicletă cu amortizor;
90 - foarte zgomotos - țipete puternice, ciocan pneumatic, camion diesel greu la o distanță de 7 m, un vagon de marfă la o distanță de 7 m, sunetul este aproape imposibil de ignorat;
95 - foarte zgomotoasă - vagon de metrou la o distanță de 7 m, cântând tare la pian la o distanță de 1 m;
100 - extrem de zgomotos - semnal puternic auto la o distanta de 5-7 m, fierarie, fabrica foarte zgomotoasa;
110 - extrem de zgomotos - zgomotul unui tractor care funcționează la o distanță de 1 m, muzică tare, elicopter ;
115 - extrem de zgomotos - sablare la o distanta de 1 m, subwoofer auto puternic, claxon de aer pentru bicicleta;
120 - aproape insuportabil - prag de durere , tunete , ciocan perforator , vuvuzela la distanta de 1 m, zgomot pe stadion, arzator de oxigen;
130 - durere - sirena , zgomotul cazanelor de nituire , un record pentru cel mai tare țipăt, o motocicletă (fără amortizor);
140 - lezarea urechii interne - decolarea unui avion cu reactie la o distanta de 25 m, volum maxim la un concert rock ;
150 - șoc de obuze , răni - decolarea unei rachete lunare la o distanță de 100 m [3] , un motor cu reacție la o distanță de 30 m, competiții la sistemele de sonorizare auto, vederea se deteriorează;
160 - șoc , traumatism, posibilă ruptură a timpanului - împușcat dintr -un pistol aproape de ureche, concurență în sistemele de sonorizare auto, undă de șoc de la o aeronavă supersonică sau de la o explozie cu o presiune de 0,002 MPa ;
165-185 - grenadă asomare [4] ;
194 - undă de șoc aerian cu o presiune de 0,1 MPa, egală cu presiunea atmosferică , posibilă ruptură a plămânilor ;
200 - undă de șoc aer cu o presiune de 0,2 MPa, moartea rapidă este posibilă;
250 - presiunea maximă a undei de șoc a aerului în timpul exploziei trinitrotoluenului - 60 MPa [5] ;
282 - presiunea maximă a undei de șoc aerian în timpul unei explozii nucleare - 2500 MPa [6] ;
300 - presiunea medie de detonare a explozibililor convenționali - 20.000 MPa;
374 - presiunea maximă a produselor de reacție în momentul unei explozii nucleare - 100.000.000 MPa;
2367 - Presiune Planck - 4,63309 10 113 Pa.

Presiunea peste 140 dB (ref. 20 µPa) poate provoca ruperea timpanului, barotraumă și chiar moarte.

Note

↑ GOST 8.417-2002 Sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor (GSI). Unități de valori, GOST din 04 februarie 2003 Nr. 8.417-2002 . docs.cntd.ru. Preluat la 26 august 2018. Arhivat din original la 16 iunie 2019. (nedefinit)
↑ GOST R IEC 60027-3-2016 Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor (GSI). Denumiri de litere utilizate în inginerie electrică. Partea 3. Valori logaritmice și relative și unități de măsură, GOST R din 28 decembrie 2016 Nr. IEC 60027-3-2016 . docs.cntd.ru. Preluat la 12 iunie 2019. Arhivat din original la 28 mai 2019. (nedefinit)
↑ Taylor R. Shum / Ed. M. A. Isakovich. - M . : „Mir”, 1978. - 308 p.
↑ Thompson L. Antiteror. Ghid pentru eliberarea ostaticilor. - M.: FAIR-PRESS, 2005. - S. 140-141.
↑ Yakovlev Yu. S. Hidrodinamica exploziilor. - L . : Sudpromgiz , 1961. - S. 112. - 313 p.
↑ Fizica unei explozii nucleare. Volumul 2. / Ministerul Apărării al Federației Ruse, CFTI. M., 1997. ISBN 5-02-015118-1 . - S. 33.

Presiunea sonoră

Exemple de presiune acustică

Note

Vezi și