Acustica Applicata Acustica Applicata
Angelo Farina
Dip. di Ingegneria Industriale - Università di Parma Parco Area delle Scienze 181/A, 43100 Parma – Italy
angelo.farina@unipr.it
Fenomeno sonoro
Fenomeno sonoro
IL SUONO
• Il suono è generato dalla variazione di pressione in un mezzo materiale (fluido o solido) che si propaga senza trasporto di materia.
• Esso è caratterizzato da alcune grandezze
fondamentali quali
l'Ampiezza, la frequenza o il periodo di oscillazione, la lunghezza d'onda e la
celerità di propagazione nel
mezzo attraversato.
Fenomeno sonoro: generalità Fenomeno sonoro: generalità
Il fenomeno sonoro è caratterizzato dalla propagazione di energia meccanica dovuta al rapido succedersi di compressioni ed espansioni di un mezzo elastico; tale energia, che ha origine in una sorgente sonora, si propaga nel mezzo stesso per onde con velocità finita. Perché il fenomeno nasca e si propaghi occorre dunque che esista:
• una “sorgente sonora”
• un “mezzo elastico”
Sorgente sonora (1):
Sorgente sonora (1):
Sorgente sonora: superficie piana che si muove di moto armonico semplice ad una estremità di un condotto di lunghezza infinita nel quale si trova un mezzo elastico in quiete.
Compressioni
Rarefazioni
Sorgente sonora (2):
Sorgente sonora (2):
Il moto armonico del pistone è caratterizzato dalla frequenza “f”
con cui la superficie piana si muove.
“f” = frequenza, numero di cicli compiuti dalla superficie piana in un secondo e viene espressa in “hertz” (Hz);
“T” = periodo, tempo necessario a compiere un ciclo;
“” = velocità angolare;
Relazioni tra le varie grandezze:
f = 1/T ed f = / 2 (Hz)
Sorgente sonora (3):
Sorgente sonora (3):
La superficie del pistone si muove di moto armonico semplice:
• spostamento = s = so cos(t),
• velocità = v = ds/dt = -so sen ( t),
• accelerazione = a = dv/dt = - 2 so cos( t),
dove so rappresenta il valore dello spostamento massimo della
Mezzo elastico:
Mezzo elastico:
Le proprietà elastiche e la massa del mezzo elastico stabiliscono la
“velocità” con cui la perturbazione si trasmette e la quantità di energia meccanica trasferita dalla sorgente nella unità di tempo (W).
14 ottobre 2010 Il Fenomeno Sonoro 9
Velocità di propagazione e lunghezza d’onda:
Velocità di propagazione e lunghezza d’onda:
La perturbazione, generata nel mezzo elastico dal movimento delle particelle a contatto con la superficie vibrante della sorgente, si propaga con una velocità “c0” che, nel caso dell’aria secca e alla temperatura t (°C), vale:
• c0 = 331.4 + 0.6t (m/s)
la lunghezza d’onda “”, fissata la frequenza “f” del moto armonico della sorgente, dipende dal valore della velocità c0 secondo la relazione:
•
f
(m)c
0
) /
( 287
41 . 1
0
kgK J
R
T R c
Legame frequenza-lunghezza d’onda:
Legame frequenza-lunghezza d’onda:
All’aumentare della frequenza si riduce la lunghezza d’onda della
14 ottobre 2010 Il Fenomeno Sonoro 11
Velocità di propagazione in mezzi diversi:
Velocità di propagazione in mezzi diversi:
• Velocità del suono in acqua distillata
• Velocità del suono in mezzi diversi
• Velocità del suono in aria @ 20°C
340 m/s
) / (
.elastico N m2 m
E c E
