FORMULES de PHYSIQUE
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PUISSANCE ACOUSTIQUE
-puissance acoustique
La puissance acoustique est une puissance diffusée par une onde acoustique (qui peut être sonore, quand il s'agit d'onde perçue par l'oreille)
Equation aux dimensions : L-2M.T-3 Symbole de désignation : P
Unité S.I.+ = Watt
Pa = p*k . S
Pa(W)= puissance acoustique
p*k= puissance surfacique
S(m²)= surface à travers laquelle la puissance se transmet
-relation avec la pression acoustique
Pa = p².S/v.r'
où p(Pa) est la pression acoustique,S(m²) la surface de paroi, v(340m/s) la vitesse du son dans l'air et r'(kg/m3) la masse volumique
Ordres de grandeur de cette puissance acoustique:
voix humaine (10-5 à 10-3 W)--instruments de musique (0,1 à 10 W)--
sirène (> 103 W)-
-incidence de la distance
les fronts d'ondes sont des sphères concentriques centrées sur l'émetteur et la puissance en un point est inversement proportionnelle au carré de la distance audit émetteur (la pression est, de son côté, seulement inversement proportionnelle à la distance)
Exemple: quand on mesure un niveau de puissance acoustique -qui est un comparatif logarithmique- si l'on double la distance, cela revient à dédoubler la puissance et le nombre de décibels qui est = 10 log10(P/P0) diminue de 10 log10(2) soit 10 fois (0,3) soit 3 dB
PUISSANCE ACOUSTIQUE SPATIALE
C’est la puissance acoustique diffusée dans un angle solide.
On la dénomme intensité acoustique
Equation aux dimensions : L2M.T-3.A-1 Symbole de désignation : P’a
Unité S.I.+ = (W/sr )
P’a = P / Ω oùPa = intensité acoustique, Ω(sr) = angle solide et P(W)= puissance
Voir chapitre spécial
PUISSANCE ACOUSTIQUE SURFACIQUE
Il s'agit ici d'une puissance acoustique répartie dans une section ou une surface
Dimension : M.T-3 Symbole grandeur : p*k Unité S.I.+ : (W/m²)
Attention: on trouve souvent cette grandeur nommée "intensité acoustique" ce qui est une belle erreur, car l'intensité, comme toutes les autres intensités énergétiques, est une puissance répartie dans un angle solide -et pas dans une surface-
Principales relations (la puissance acoustique surfacique étant p*k ) >>>
p*k = dE / S.dt et p*k = pa² / 2.ρ'.vc et p*k = P / S et p*k = (pé.vc) / 2
avec p*k(W/m²)= puissance surfacique d’une onde acoustique
pa(Pa)= amplitude de pression acoustique
ρ'(kg/m3)= masse volumique du milieu
vc(m/s)= vitesse de propagation dans ce milieu
P(W)= puissance acoustique
E(J)= énergie traversant la surface S(m²) pendant le temps t(s)
pé(J/m3)= densité volumique d’énergie
-valeurs pratiques de puissance acoustique surfacique p*k
Dans l’air (à 20° C) en fonction de la pression acoustique pa
p*k = (2,42.10-7)pa (p*k exprimé en W/m² et pa en Pa)
Donc sous 1 Pa >>>> p*k vaut 2,42.10-7 W/m²
-relations avec grandeurs voisines
Puissance acoustique surfacique = puissance acoustique / surface dans laquelle la puissance se transmet
Puissance acoustique surfacique = énergie acoustique / par unité de temps et de surface à travers laquelle elle se transmet
Puissance acoustique surfacique = intensité acoustique / par unité d'angle solide et de surface
Puissance acoustique surfacique = impédance acoustique spécifique x célérité²
PUISSANCE ACOUSTIQUE INTRINSEQUE
est une puissance acoustique spatiale (ou intensité acoustique)
donc = (puissance /angle solide)