Utilisateur:
Pression sonore
Description
Lorsque le son se propage, il provoque le déplacement des molécules au bord du système, entraînant des impacts contre le mur. Ces impacts transfèrent de l'élan au mur, ce qui se traduit par une force. Comme cette force est générée par un grand nombre de particules, son effet dépend de la surface du système, ce qui génère une pression.
Il est important de comprendre que la pression sonore n'est pas égale à la pression ambiante. Dans l'air, cette dernière est de l'ordre de $10^5,Pa$, tandis que la pression sonore est généralement bien inférieure à $1,Pa$.
ID:(134, 0)
Formation de pression
Concept
Si nous déplaçons la face d'un cube, nous générons une augmentation ou une diminution de la concentration, ce qui conduit à une diminution ou une augmentation des collisions des molécules avec la face du volume :
Comme la pression est le transfert de moment dû aux collisions des molécules avec la paroi, la variation du volume entraîne une augmentation ou une diminution de la pression.
ID:(1865, 0)
Modèle
Concept
Variables
Paramètres
Paramètre sélectionné
Calculs
Équation
$ \Delta V = S \lambda $
DV = S * lambda
$ F =\displaystyle\frac{ d p }{ d t }$
F = dp / dt
$ L = 20 \log_{10}\left(\displaystyle\frac{ p }{ p_{ref} }\right)$
L = 20* log10( p / p_ref )
$ p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$
p = F / S
$ p = \rho c u $
p = rho * c * u
$ Z =\displaystyle\frac{ p }{ u }$
Z = p / u
$ Z = \rho c $
Z = rho * c
ID:(15453, 0)
Définition de la pression
Équation
Pour modéliser le mouvement des éléments du liquide, il est nécessaire de passer d'une vision de force et de masse ponctuelle à des éléments de volume exposés à des forces sur l'une de leurs faces et des masses calculées avec la densité.
C'est pourquoi on définit la force par unité de surface appelée pression, qui est calculée à travers la formule :
 $ p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$ |
où P est la pression, F est la force et A est la surface sur laquelle la force agit. L\'unité de pression dans le système international d\'unités est le Pascal (Pa), qui est défini comme un Newton par mètre carré (N/m²). La pression peut varier en fonction de la profondeur, de la hauteur de la colonne de liquide et d\'autres facteurs.
ID:(4342, 0)
Force exercée par les molécules
Équation
Selon Newton, la force peut être exprimée comme la variation de ($$). Ce moment est généré par le rebond des particules, qui transfèrent le moment à la paroi. Étant donné que le moment est conservé et que le moment de la particule lors du rebond passe de $p_{particule}$ à $-p_{particule}$, par conservation du moment, nous avons alors :
$p_{\text{particule}} = p_{\text{mur}} - p_{\text{particule}}$
ce qui implique
$p_{\text{mur}} = 2p_{\text{particule}}$
Ainsi, la variation de ($$) sur la paroi est de le temps ($t$) et génère ($$), qui est
| $ F =\displaystyle\frac{ d p }{ d t }$ |
ID:(3390, 0)
Volume avec des molécules
Équation
Quand une onde sonore traverse un volume avec des molécules ($\Delta V$), elle se dilate et se contracte sur une distance de l'ordre de un longueur d'onde sonore ($\lambda$), ce qui entraîne une variation de volume dépendant de a coupe ou surface ($S$) perpendiculaire à la direction de propagation.
Par conséquent, la variation de volume est égale à :
| $ \Delta V = S \lambda $ |
ID:(3398, 0)
Variation de l'impulsion par les molécules
Équation
A pression sonore ($p$) peut être compris comme la densité de moment calculée à partir de a densité moyenne ($\rho$) et a vitesse des molécules ($u$), qui est ensuite multipliée par a concentration molaire ($c$) grâce à
| $ p = \rho c u $ |
La variation de l'impulsion $dp$ est associée à la masse des molécules $m$ et à la vitesse du son $u$ des molécules à travers :
$dp = 2mu \approx mu$
Ainsi, dans un intervalle de temps égal à la période $dt \approx T$, nous avons :
$F=\displaystyle\frac{dp}{dt}=\displaystyle\frac{mu}{T}$
Par conséquent, a pression sonore ($p$) peut être calculé en utilisant la pression
a concentration molaire ($c$) est
| $ c = \displaystyle\frac{ \lambda }{ T }$ |
et le volume avec des molécules ($\Delta V$) qui varie
| $ \Delta V = S \lambda $ |
comme suit :
$p=\displaystyle\frac{1}{S} \displaystyle\frac{dp}{dt}=\displaystyle\frac{1}{S}\displaystyle\frac{mu}{T}=\displaystyle\frac{muc}{ScT}=\displaystyle\frac{muc}{S\lambda}=\displaystyle\frac{muc}{\Delta V}=\rho u c$
Dans le dernier terme, à la fois le numérateur et le dénominateur sont multipliés par $c$. L'expression dans le dénominateur représente le volume du gaz déplacé par le son en $T$, donc nous pouvons remplacer la masse divisée par ce volume par la densité, ce qui donne :
| $ p = \rho c u $ |
ID:(3391, 0)
Niveau de bruit en fonction de la pression acoustique, de l'air
Équation
A pression de référence, eau ($L$) englobe une large gamme de a pression sonore ($p$), ce qui rend utile de définir une échelle qui atténue cette difficulté. Pour ce faire, nous pouvons travailler avec le logarithme de la pression normalisé par une valeur correspondant à zéro sur cette échelle. Si nous prenons la pression minimale qu'une personne peut détecter, définie comme a pression de référence ($p_{ref}$), nous pouvons définir une échelle en utilisant :
| $ L = 20 \log_{10}\left(\displaystyle\frac{ p }{ p_{ref} }\right)$ |
qui commence à 0 pour la plage audible. Dans le cas de l'air, a pression de référence ($p_{ref}$) est de $20 \mu Pa$.
ID:(3407, 0)
Impédance acoustique
Équation
Le concept de ($$) fournit une mesure de la résistance du système à transmettre l'onde sonore. Il prend en compte une pression agissante et établit une mesure dans laquelle le milieu exposé est déplacé. Ainsi, a pression sonore ($p$) est comparé à A vitesse des molécules ($u$).
Par conséquent, ($$) est défini comme :
| $ Z =\displaystyle\frac{ p }{ u }$ |
ID:(3414, 0)
Impédance dans les ondes
Équation
Pour calculer ($$) à partir de a densité moyenne ($\rho$) et a concentration molaire ($c$), on utilise la formule :
| $ Z = \rho c $ |
Puisque ($$) est calculé à partir de a pression sonore ($p$) et a vitesse des molécules ($u$) en utilisant
| $ Z =\displaystyle\frac{ p }{ u }$ |
ainsi que l'expression de a pression sonore ($p$) en termes de a densité moyenne ($\rho$) et a concentration molaire ($c$),
| $ p = \rho c u $ |
nous obtenons
| $ Z = \rho c $ |
ID:(12413, 0)