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振幅が同じとき、
音の周波数の違いによって、
音が届く距離に差はあるのでしょうか?
これは受け取る人(もしくは動物)の可聴域によるところでしょうか?

A 回答 (5件)

同じエネルギーの音であれば、基本的には、周波数が高いほど減衰しやすいことは、他の回答者のかたの通り。


(ほかにも、基本的には、気温が低くて湿度が低いほうが減衰しやすいです)

ですが、
>振幅が同じとき、
そもそも、波のエネルギーは、振幅と周波数のそれぞれの2乗に比例します。
なんで、振幅が同じという条件だと、周波数によってもともとのエネルギー自体が異なります。
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>音が届く距離に差はあるのでしょうか


音が届いていても、聞こえなければ(聞く能力なければ)、そら聞こえません。
したがって、届くと可聴域は全く無関係、日本語の理解?。
届く、これの定義を、単に聞こえる、とするとそんな混同します。
音源から直線距離でどこまでエネルギーが伝わるか、実際にテスト等なら測定機器の精度いかん。
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一般論として、周波数が高いほど空気を伝わるときの減衰が大きいので、周波数の低い音ほど遠くまで届きます。



そもそもの「距離による音量の減少」は周波数には関係なく、「点源」から発した音のエネルギーが広がるほど「球の表面積」が大きくなり、単位面積あたり(例えば耳の鼓膜の面積)の通過エネルギーが小さくなることによります。
「これは受け取る人(もしくは動物)の可聴域によるもの」ではなく、あくまで音の拡散によって「音のエネルギー密度」そのものが小さくなることによるものです。「遠くの音は小さく聞こえる」というのは、主にこれによるものです。
↓ 参考サイト
http://www.skklab.com/%E9%A8%92%E9%9F%B3%E3%81%A …

その上で、さらに「音を伝播する空気のエネルギー損失」があります。音が空気の分子を振動させて伝わるときに、分子同士の摩擦で音のエネルギーの一部が熱に変わり、音としての振動エネルギーが小さくなる(減衰する)ことによります。音の周波数が高いほど「速く、数多く」振動するので損失が大きく、減衰が大きくなります。
 ↓ たとえばここの4ページ目に、空気による減衰の周波数による違いが載っています。
http://www.city.gifu.lg.jp/secure/6589/soukiso.pdf
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音は周波数が高いほど減衰を受けるので、高音ほど到達距離は短い、と言えるでしょう。


人の可聴域は個人差があり、年を取るほど高音域が狭まると言われています。
なので、可聴音としての到達距離を考えるならば、標準化された可聴特性を持った測定器で計測するのが一般艇です。
なお、電話回線における雑音測定では、可聴特性が国際勧告されています。
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>受け取る人(もしくは動物)の可聴域による


それは無視出来ないでしょうが、依存するという証明は困難でしょうね。
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 距離「2A」のところでは、半径「2A」の円周は「2パイ×2A=4パイA」ですから、円周の単位長さ当たりの通過個数は「X/(4パイA)」です。つまり、距離Aのときの1/2になっています。

 二次元では、「強さは距離に比例して小さくなる」ということです。「円周の長さが半径に比例して大きくなる」ことに伴って、「円周の単位長さを通過する個数は半径に反比例して小さくなる」のです。


 これを、三次元(立体)で考えます。

 ある「点」から全立体方向に均等に電波や音波や放射線が強さX(=単位時間当たりの「放出エネルギー」とか「放出個数」)で出たします。ここでも、分かりやすく「放出個数」にしましょう。
 距離Aのところでは、半径Aの球の表面積は「4パイA^2」ですから、球面の単位面積当たりの通過個数は「X/(4パイA^2)」ですね。
 距離「2A」のところでは、半径「2A」の球の表面積は「4パイ×(2A)^2=16パイA^2」ですから、球の単位表面積当たりの通過個数は「X/(16パイA^2)」です。つまり、距離Aのときの1/4になっています。
 念のため、距離「3A」を調べてみれば、半径「3A」の球の表面積は「4パイ×(3A)^2=36パイA^2」です。従って、球の単位表面積当たりの通過個数は「X/(36パイA^2)」です。つまり、距離Aのときの1/9になっています。

 三次元では「強さは距離の二乗に比例して小さくなる」ということです。「球の表面積が半径の二乗に比例して大きくなる」ことに伴って、「球の単位表面積あたりを通過する個数は半径の二乗に反比例して小さくなる」ということになるわけです。


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 「強さ(強度)」とは、「単位面積当たりの通過個数(あるいは通過エネルギー)」ということであり、「発信源(点)を中心とした球の表面積に反比例する」というのは、至極当然のことです。

 

 「原理やメカニズム」というような難しいことではありません。

 まずは、二次元(平面)で考えてみましょう。

 ある「点」から平面の全周方向に均等に電波や音波や放射線が強さX(=単位時間当たりの「放出エネルギー」とか「放出個数」)で出たします。分かりやすく「放出個数」にしましょう。
 距離Aのところでは、半径Aの円周は「2パイA」ですから、円周の単位長さ当たりの通過個数は「X/(2パイA)」ですね。
 距離「2A」のところでは、半径「2A」の円周は「2パイ×2A=4パイA」です...続きを読む

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Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

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しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
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1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


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「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

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