Soru:
Ahmet, komşusundan gelen yüksek sesli müzikten rahatsız olmaktadır. Odasının duvarlarına ses yalıtım panelleri yaptırmaya karar verir. Panellerin arkasına \( 5 \ cm \) kalınlığında bir malzeme yerleştirilecektir. Aynı kalınlıkta aşağıdaki malzemelerden hangisini seçerse ses yalıtımı en iyi olur? (Sesin havadaki hızı \( 340 \ m/s \), malzeme içindeki hızları verilmiştir.)
- A) Hava (\( v = 340 \ m/s \))
- B) Su (\( v = 1500 \ m/s \))
- C) Beton (\( v = 3500 \ m/s \))
- D) Kauçuk (\( v = 60 \ m/s \))
Çözüm:
💡 Ses, farklı ortamlarda farklı hızlarda ilerler. Bir malzemenin ses yalıtımındaki etkinliği, ses empedansı (ses direnci) ile ilişkilidir. Empedans (\(Z\)), ortamın yoğunluğu (\(\rho\)) ve sesin o ortamdaki hızının (\(v\)) çarpımıdır: \( Z = \rho \times v \). İki ortamın empedansları arasındaki fark ne kadar büyükse, sesin iletilme miktarı o kadar az olur.
- ➡️ Birinci adım: Hava için empedans çok düşüktür (\(Z_{hava} \approx 430 \ kg/(m^2 \cdot s)\)). Amacımız, havadan gelen sesin duvarımıza geçmesini engellemek.
- ➡️ İkinci adım: Seçenekleri yoğunluk ve hız açısından karşılaştıralım. Beton ve suyun empedansı havadan çok yüksektir, bu da iyi bir yalıtım sağlar. Ancak kauçuğun ses hızı çok düşüktür ve genellikle yoğunluğu da yüksektir, bu da onun empedansını havaya göre çok farklı kılar.
- ➡️ Üçüncü adım: Pratikte, kauçuk gibi malzemeler ses enerjisini titreşim yoluyla çok iyi soğurur ve empedans uyumsuzluğu nedeniyle sesin iletilmesini büyük ölçüde engeller. Beton sesi iyi iletir (yansıtır ama soğurmaz). Bu nedenle aynı kalınlıkta en iyi yalıtımı, sesi en yavaş ileten ve enerjiyi soğuran kauçuk sağlar.
✅ Sonuç: En iyi ses yalıtımı için kauçuk malzemesi seçilmelidir. Doğru cevap D şıkkı.
