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令和6年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問13を解説|音圧レベルと音圧の計算

令和6年度 騒音・振動概論 問13は、音圧レベルが106dBの音について、その音圧の実効値が約何Paかを求める計算問題です。

この問題のポイント

音圧レベルは、基準となる音圧に対する比を対数で表した量です。定義式は L=20 log(p / p₀) で、基準音圧 p₀ は 20μPa(=2×10⁻⁵Pa)です。この式を音圧 p について解き直せば、レベルから実際の音圧を求められます。ここで効いてくるのが log2=0.301、すなわち10⁰・³が約2になるという関係です。106dBを式に入れると指数部が5.3となり、10⁵とあわせて計算すると音圧は約4Paと求まります。基準音圧の値と対数の扱いを押さえるのが要点です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(3)

計算の手順

音圧レベルの定義式に数値を入れて、音圧 p を求めます。

  • 定義式:106 = 20 log( p / 2×10⁻⁵ )
  • 両辺を20で割る:log( p / 2×10⁻⁵ ) = 5.3
  • 指数に直す:p / 2×10⁻⁵ = 10⁵・³ = 10⁵ × 10⁰・³
  • log2=0.301より 10⁰・³ ≒ 2 なので:p = 2×10⁻⁵ × 10⁵ × 2 = 2 × 2 = 約4Pa

各選択肢の判定

選択肢判定解説
(1)×(誤り)2Paでは音圧レベルが106dBに届きません。
(2)×(誤り)3Paは計算値の約4Paと合いません。
(3)○(正しい)定義式から p ≒ 4Pa。これが正解です。
(4)×(誤り)5Paは計算値の約4Paと合いません。
(5)×(誤り)6Paでは音圧レベルが106dBを上回ってしまいます。

覚え方

  • 音圧レベル L=20 log(p / p₀)、基準音圧 p₀=20μPa(2×10⁻⁵Pa)。
  • log2=0.301だから 10⁰・³ ≒ 2。これで半端な指数をさばく。
  • レベルを20で割って指数に戻せば、音圧そのものが出る。

理解度チェック

Q.

音圧レベルの基準音圧 p₀ の値は?

20μPa(=2×10⁻⁵Pa)です。この値との比を20 log で表したのが音圧レベルです。

Q.

10⁰・³ はおよそいくつ?

2です。log2=0.301なので、指数0.3は真数2に対応します。半端な指数の計算に使えます。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動概論 問題・正解」(公式PDF