Русская Википедия:Акустический закон Ома

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Шаблон:ОАкустический закон Ома — основной закон акустикиШаблон:Sfn, по форме и смыслу аналогичный основному закону электрической цепи.

Математическая формулировка

<math>U = {P \over {\rho \cdot C}}</math>,

где

• <math>U</math> — амплитуда скорости колеблющейся частицы (синусоидальные колебания);
• <math>P</math> — амплитуда давления;
• <math>\rho</math> — плотность среды;
• <math>C</math> — скорость распространения звука в среде.

С акустическим законом Ома связаны и формулы силы звука <math>I</math>, совершенно аналогичные формулам электрической мощности:

<math>I = {1 \over 2}\cdot P \cdot U = {1 \over 2}\cdot{P^2 \over {\rho \cdot C}} = {1 \over 2}\cdot U^2 \cdot \rho \cdot C</math>

Коэффициент ½ появляется из-за использования амплитудных значений скорости и давления, для действующих (среднеквадратичных) значений он не нужен.

Физический смысл

Все колебательные системы являются преобразователями энергии между двумя её формами (если опустить потери в тепло), которые будут аналогичны потенциальной и кинетической энергиям механических колебаний, поэтому они могут быть описаны схожим математическим аппаратом. Среда, в которой распространяется звук, обладает упругостью, каковая связана с потенциальной энергией колебаний, а частицы среды, приходящие в движение, обладают кинетической энергией. Электрические колебания в контуре, в свою очередь, являются преобразованием потенциальной энергии электрического поля (ёмкость среды) в энергию магнитного поля тока (реального движения зарядов или тока смещения), аналогичную кинетической.

Таким образом:

Амплитуда скорости колеблющейся частицы (связанная с кинетической энергией колебаний) является аналогом силы электрического тока в колебательном контуре (определющем запас его магнитной энергии, также аналогичной кинетической энергии механических колебаний).

Амплитуда давления (связанная с мерой потенциальной энергии колебаний) является аналогом напряжения на ёмкости колебательного контура.

Плотность и скорость распространения звука <math>\rho \cdot C</math> вместе составляют акустическое сопротивление среды.

Литература

• Шаблон:Книга