PROBLEMAS DE ACUSTICA HOJA Nº 3

PROBLEMAS DE ACUSTICA
HOJA Nº 3
III.1. - Una onda plana de presión eficaz 50 N/m2 y frecuencia 1000 Hz incide normalmente
sobre la superficie de separación agua - aire, desde el agua. Calcule:
a) la presión eficaz de la onda plana trasmitida al aire
b) la intensidad de la onda incidente y de la onda trasmitida
c) exprese como una reducción en decibelios la razón de la intensidad trasmitida a la de la onda
incidente
d) responda a las cuestiones anteriores en el caso de que la onda incida sobre una gruesa capa de hielo.
NOTA: Tome como impedancias de los medios las siguientes:
(ρc)agua = 1.48·106 Rayl. (ρc)aire = 415 Rayl. (ρc)hielo = 2.94·106 Rayl.
III.2. - Una onda plana se propaga a través del agua e incide normalmente sobre una superficie
plana de cemento. La frecuencia de las ondas es de 1480 Hz y la velocidad del sonido en el agua es de
1480 m/s. Las ondas estacionarias originadas tienen un pico de amplitud de presión de 15 N/m2 en la
pared y una amplitud de presión de 5 N/m2 en el nodo de presión más próximo que está a 0.25 m de la
superficie. Sabiendo que la densidad del agua es 103 kg/m3, calcule:
a) la relación de intensidad de la onda reflejada a la incidente
b) la impedancia acústica específica de la superficie
III.3. - Una onda plana de frecuencia 200 Hz se propaga en el aire e incide normalmente sobre
un material acústico cuya impedancia específica normal es de 103 - 2·103j Rayls. Si la impedancia
acústica del aire es de 400 Ray y la velocidad del sonido es de 343 m/s, calcule:
a) la relación de ondas estacionarias
b) la posición de los dos primeros nodos
III.4. - Se desea una máxima transmisión de ondas acústicas planas del agua al acero, sabiendo
que ρac = 7700 kg/m3 y la velocidad de las ondas es cac = 5050 m/s, calcule:
a) la impedancia característica óptima del material que debe colocarse entre el agua y el acero
b) Si el espesor de la capa de material es de 0.05 m y la frecuencia del sonido trasmitido es de 20000
Hz, determine la velocidad del sonido en el material y la densidad del mismo
Datos: las impedancias de los materiales son: Racero =ρac⋅cac = 39⋅106 Rayl; Ra =ρa⋅ca= 1,46⋅106 Rayl
III.5. - Dada una onda plana en el agua cuya amplitud de presión sonora es de 100 N/m2 incide
con un ángulo de 450 sobre un fondo calizo en estado fangoso cuya densidad es de 2000 Kg/m3 y
donde la velocidad del sonido es de 1000 m/s. Calcule:
a) el ángulo para el cual el rayo refractado se trasmite al material calizo
b) el pico de amplitud de presión de la onda trasmitida
c) el pico de amplitud de presión de la onda reflejada
d) el coeficiente de reflexión de potencia sonora.
Datos: ρag = 103 kg/m3 y cag = 1480 m/s
III.6. - Determine la impedancia acústica específica a una distancia d a la izquierda de la
superficie de separación de dos medios de impedancias características Z1 y Z2 si la incidencia es
normal.
III.7. - Determine la impedancia Zn, sabiendo que el sistema de ondas estacionarias tiene un
ROE= 2 y que el primer nodo se encuentra a una distancia de (3/8)λ de la superficie reflectante.
III.8. - A través del aire se propagan ondas acústicas planas que inciden sobre un medio sólido
cuya impedancia acústica específica normal vale Zn = 1500 - 1800 j Rayl. Calcule:
a) el ángulo de incidencia para el que el coeficiente de reflexión de la potencia sonora presenta un
mínimo
b) el coeficiente de reflexión para un ángulo de incidencia de 80o.