2023年

問題85騒音レベル80dBと86dBの騒音を合成した場合の騒音レベルとして,最も近いものは次のうちどれか.

ただし,数式数式数式とする.

(1)83dB

(2)86dB

(3)87dB

(4)89dB

(5)166dB

2023年

問題85正解(3)頻出度AAA

合成した騒音レベルは,86dBより大きいが,86dBの騒音源が二つある場合の89dBよりは小さい.したがって,87dBの-(3) が正解と推定できる.

計算して確かめよう.

dBの加算には次の公式があるが,

数式

真数の,かっこ内の指数の足し算が,関数電卓でもないと手に負えないので,次のように考える.
同じdBの騒音が二つある場合は+3dBになることが既知として,86dBは83dBが二つ,83dBは80dBが二つ,したがって,86dBは80dBが4つあることと同じである.もともとあった80dBとあわせて,この問題の状況は80dBの騒音源が5つあることと同じである.これを騒音レベルの定義式に入れて,

数式

(上の公式で,関数電卓を使って計算した結果は,数式 =86.9732・・・となる).

 

dBの計算を以下にまとめた.

1.騒音源の個数が増えた場合のdB計算

同じ騒音レベルの機械を数式台同時に運転すると,音の強さ数式[W/m2]が数式倍になる.1台のときの騒音レベル(音の強さのレベル)を数式[dB(A)]とすると,数式台同時に運転したときの騒音レベル数式は,音の強さのレベルの定義から,

数式

すなわち,数式になる.

2台なら,

数式
数式

+3dBになる.すなわち,例えば1台で80dB(A)なら2台で83dB(A)になる.

4台なら,

数式

+6dBになる.

6台なら,

数式

+8dBになる.

8台なら,

数式

+9dBになる.

10台なら,

数式
数式

+10dBになる.

2.騒音源からの距離による減衰の計算

点音源の場合,音源からの距離が2倍になると音の強さは 数式 になる.これを音の強さのレベルの定義式に入れて,

数式
・・・6dB減衰する.

距離が10倍になると,

数式

・・・20dB減衰する.

線音源の場合,音源からの距離が2倍になると音の強さは1/2になる.

数式

・・・3dB減衰する.

線音源で距離が10になると,

数式

・・・10dB減衰する.

上記の計算では次の対数法則を適宜利用した.

数式のとき,数式を,数式を底とする数式の対数という.数式は自明の場合は省略することが多い.

指数法則,数式などから,

法則1数式

法則2数式

法則3数式

法則4数式

真数数式数式が掛け算のときはそれぞれの対数の足し算,割り算のときはそれぞれの対数の引き算に分解できる.

 

dBの計算問題は,受験対策的には2023-85-1表を覚えてしまうのがよい.

2023-85-1表覚えようdBの計算(太字が頻出)
点状の騒音源から2倍の距離 -6dB
点状の騒音源から10倍の距離 -20dB
線状の騒音源から2倍の距離 -3dB
線状の騒音源から10倍の距離 -10dB
同じ騒音レベルの機械を2台 +3dB
同じ騒音レベルの機械を4台 +6dB
同じ騒音レベルの機械を8台 +9dB
同じ騒音レベルの機械を10台 +10dB

 

3.ここのところよく出題される面状の音源(2023-85-1図)からの距離による減衰.

2023-85-1図面音源からの距離による減衰
面音源からの距離による減衰

有限の面積の面音源では,音源からの距離dによって,下記のように面音源~線音源~点音源の減衰特性を示す.

数式・・・・・面音源の特性
(ほとんど減衰しない)

数式・・・・・線音源の特性
(-3dB/d.d

数式・・・・・点音源の特性
(-6dB/d.d.)

※ d.d.:ダブル・ディスタンス=距離が倍になるごとに.

この減衰特性をグラフにすると2023-85-2図のようになる.

2023-85-2図面音源からの距離のよる減衰特性
面音源からの距離のよる減衰特性