Submarina Guía de Ejercicios

Guía de Ejercicios

1. A una profundidad de 500m, donde existe un nivel de ruido de 60 dB, se encuentra fijo un submarino  Ruso con un sistema de sonar activo cuyo Índice de directividad es 5 dB, y emite un pulso acústico de 190 dB a una frecuencia de 20 khz.

A 1.2 km de distancia, a una profundidad de 500m se encuentra un submarino Alemán con un Target Strength conocido (Figura N°9.7). Considere propagación esférica.

[pic 3]

1. Determine el coeficiente de absorción. (resp: 3.77 dB/km)
2. Si el submarino Alemán se mantiene a la misma profundidad, pero se aleja 500m perpendicular al eje del Submarino Ruso ¿Cuál será el umbral de detección necesario para identificar el submarino? (resp: 15.6 dB)
3. ¿Cuanto dB debe aumentar el nivel de presión sonora del SONAR para detectar el submarino Alemán, si ahora este se aleja de forma concéntrica del submarino Ruso, manteniendo su profundidad y desplazándose 1000m?. Considere cambio de TS de acuerdo al grafico de la figura 9.7. (resp: 17.4 dB)

1. Utilizando el concepto de Scattering Cross-Section, Demuestre que el Target Strenght en dB de una esfera de radio a esta dado por la ecuación: [pic 4]

1. La presión p para un sonido bajo el mar es 100 μPa. ¿Cuál es la intensidad I y su nivel de Intensidad expresados en decibeles considerando la intensidad de referencia Iref?

1. Una onda acústica se propaga en un punto 50 m bajo la superficie del mar. La presión instantánea en un punto determinado está dada por [pic 5][pic 6], donde t está expresado en segundos y p en Pascales. Determine:

1. Cuál es la presión estática en el punto.
2. Cuál es el máximo valor para la presión acústica en el punto.
3. La presión acústica promedio.
4. El valor para la presión acústica para t = 0,00; 1,25; 2,50; 3,75 y 5,00 milisegundos.
5. Cuál es el valor para la intensidad acústica promedio (asuma los valores nominales de densidad del agua y velocidad del sonido).
6. Cuál es el nivel de intensidad LI en dB ref. 1 μPa.

1. Una onda acústica plana se propaga en un medio con densidad ρ = 1.000 Kg/m3. La ecuación para el desplazamiento de partículas en este medio está dado por: [pic 7][pic 8], donde las distancias están en metros y  el tiempo t está expresado en segundos. Determine:

1. Cuál es desplazamiento de partículas promedio.
2. Cuál es la longitud de la onda acústica.
3. Cuál es la frecuencia.
4. A cuánto equivale la velocidad del sonido en el medio.
5. Cuál es el valor máximo para la velocidad de partículas.
6. Cuál es el valor máximo para la presión acústica.
7. Cuál es el valor para la impedancia acústica del medio.
8. Cuál es el módulo de elasticidad del medio.
9. Cuál es la intensidad acústica para la onda de sonido.
10. Cuánto vale la potencia acústica radiada sobre 3 m2 de área.

1. Una onda plana se propaga en un medio con densidad ρ y velocidad de fase c. La ecuación para la amplitud de presión provocada por la propagación de la onda está dada por: [pic 9][pic 10].

1. Mostrar que la ecuación anterior puede expresarse como [pic 11][pic 12].
2. Mostrar que las máximas amplitudes de presión (compresiones) se producen en las siguientes ubicaciones espaciales: [pic 13][pic 14], donde [pic 15][pic 16].
3. Mostrar que las máximas amplitudes de presión (rarefacciones) se producen en las siguientes ubicaciones espaciales: [pic 17][pic 18], donde [pic 19][pic 20].

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