Physik Forum

[Benshee]

Hallo,

habe mich gerade frisch registriert und möchte auch gleich mal ein Problem los werden

Und zwar handelt es sich um eine Aufgabe aus einer Übungsklausur bei uns an der Uni.

Sachverhalt: ein Flugzeug fliegt in einer Höhe von 400m über dem Bezugsort auf der Erde und es wird ein Schalldruckpegel von 93 dB gemessen. Gesucht ist:

1. Der Effektivwert des Schallwechseldruckes am Boden und
2. Wieviele Flugzeuge nötig sind um einen Schalldruckpegel von 100 dB zu erreichen.

Meine ersten Überlegungen dazu sind folgende:

zu 1. mit Hilfe der Formel Lp = 20 log (peff/p0)

Lp der Schalldruckpegel, peff der Effektivwert des Schallwechseldrucks und p0=2*10^-5 Pa

Wenn ich das geschickt nach peff umstelle erhalte ich als Wert 0,89 Pa. Nach Begutachtung dieser doch recht simplen Rechnung ist mir aufgefallen, dass die 400m keine Rolle spielen. Ich weiß das sowohl der Schalldruck als auch die Schallintensität mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle 1/r bzw 1/r² abnehmen, aber es ist doch nach dem Effektivwert des Schalldruckes am Boden gefragt also spielt das doch eigentlich keine Rolle oder vertue ich mich da irgendwie?

zu 2. Da habe ich vom Prinzip her genau so einfach gerechnet:

Lp= 20 log (peff/p0) + 10 log n

n ist dabei die Anzahl der Schallquellen, damit komme ich bei einem Zuwachs um 7 dB auf ca. 5 zusätzliche Schallquellen. (also 6 Flugzeuge)

Die Formel haben wir in der Vorlesung aus der Annahme das

Lp= 10 log(n*peff²/p0²)

den Schalldruckpegel von n gleichartigen Schallquellen beschreibt und durch Umformung mit Logarithmengesetzen kommt man eben auf das da oben.

Das Ergebnis von 6 scheint mir auch logische zu sein und unter den Vorraussetzungen auch richtig. Nun ist aber die Frage ob ich das einfach so annehmen kann, ohne auf die Abnahme des Schalldruckes von der Quelle aus zu achten. Irgendwie verwirrt mich das alles. Meine Annahme ist jetzt einfach dass die Abnahme ja immer das selbe Verhältnis hat und dadurch ich die 400m in meine Berechnung nicht einbringen muss oder etwa doch?

Also wenn jemand Antworten auf meine Fragen hat, wäre ich sehr dankbar. Das ist nämlich Prüfungsvorbereitung

Also danke schonmal und bis später.

Zusatzfrage:
In einer anderen Audfgabe wird nach der akustischen Leistung Pak gefragt für den Fall von einem Flugzeug und ohne ungerichtete Abstrahlung und Luftabsorptionsdämpfung.

Meine Rechnung ist folgende:
Pak = I * A mit A = 4*pi*r² (r=400m, kugelförmige Abstrahlquelle) und I = peff/Z0 (Zo=413,5 N*s/m³, peff=0,89Pa Ergebnis aus der ersten Rechnung oben, da Abstand der selbe (400m))
Pak = 4327 W

Meinem Wissensstand zu Folge nimmt die Schallleistung im Gegensatz zur Druck und Intensität mit dem Abstand nicht ab, deswegen kann ich mir gut vorstellen, dass die Formel richtig ist, weil die 400m und der geminderte peff Wert ja enthalten sind.

Ist das richtig oder sagt mir die Aussage ohne Luftabsorptionsdämpfung, dass die Schallintensität nicht abnimmt?

Grüße
Benshee

P.S.: Leider habe ich keine Lösung zu den Aufgaben sonst wäre vieles einfacher :/

[Ebs1]

In der Physik wird überwiegend die Schalldruckamplitude - also der Scheitelwert (Spitzenwert) des Schallwechseldrucks - als Maßeinheit verwendet. In der Tontechnik nimmt man beim beim Schalldruck ausschließlich den Effektivwert in Pascal. Die Akustik nutzt beide Werte - also aufpassen. Der Schalldruck bei der festgelegten "Hörschwelle" ist ohne Frage der Effektivwert po = 20 µPa = 2*10^-5 Pa. Deshalb gehe ich immer vom Effektivwert (!) aus, den auch ein Schallmesser misst. Als hörender Mensch weiß ich, dass meine Trommelfelle nur vom Schallwechseldruck (Schalldruck) in Pascal = N/m² bewegt werden.