대수지수와 로그수능 기출기본 문제 (3점 중반)

진동가속도레벨

문제

진동가속도레벨 VV(dB\mathrm{dB})는 공해진동에 사용되는 단위로 진동가속도 크기를 의미하며 편진폭 AA(m\mathrm{m}), 진동수 ww(Hz\mathrm{Hz})에 대하여 다음과 같은 관계식이 성립한다고 한다. V=20logAw2k\displaystyle V = 20 \log \frac{Aw ^{2}}{k} (단, kk는 양의 상수이다.) 편진폭이 A1A _{1}, 진동수가 10π10 \pi일 때 진동가속도레벨이 8383이고, 편진폭이 A2A _{2}, 진동수가 80π80 \pi일 때 진동가속도레벨이 9191이다. A2A1\displaystyle \frac{A _{2}}{A _{1}}의 값은? [3점] 132×1015\displaystyle \frac{1}{32} \times 10 ^{\frac{1}{5}}132×1025\displaystyle \frac{1}{32} \times 10 ^{\frac{2}{5}}164×1015\displaystyle \frac{1}{64} \times 10 ^{\frac{1}{5}}164×1025\displaystyle \frac{1}{64} \times 10 ^{\frac{2}{5}}164×1035\displaystyle \frac{1}{64} \times 10 ^{\frac{3}{5}}

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해설

[출제의도] 로그함수를 활용하여 문제해결하기 편진폭이 A1A _{1}, 진동수가 10π10 \pi일 때 진동가속도레벨이 8383이므로 83=20logA1(10π)2k\displaystyle 83 = 20 \log \frac{A _{1} \left( 10 \pi \right) ^{2}}{k} \cdots \cdots \text{㉠} 편진폭이 A2A _{2}, 진동수가 80π80 \pi일 때 진동가속도레벨이 9191이므로 91=20logA2(80π)2k\displaystyle 91 = 20 \log \frac{A _{2} \left( 80 \pi \right) ^{2}}{k} \cdots \cdots \text{㉡} \text{㉡} - \text{㉠}에서 8=20{logA2(80π)2klogA1(10π)2k}\displaystyle 8 = 20 \left\{ \log \frac{A _{2} \left( 80 \pi \right) ^{2}}{k} - \log \frac{A _{1} \left( 10 \pi \right) ^{2}}{k} \right\} 25=logA2(80π)2A1(10π)2=log64A2A1\displaystyle \frac{2}{5} = \log \frac{A _{2} \left( 80 \pi \right) ^{2}}{A _{1} \left( 10 \pi \right) ^{2}} = \log \frac{64 A _{2}}{A _{1}} 따라서 A2A1=164×1025\displaystyle \frac{A _{2}}{A _{1}} = \frac{1}{64} \times 10 ^{\frac{2}{5}}

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