Designing Sound

part of a bigger picture. For example, the subject of physioacoustics connects
psychoacoustics with the physics of sound. If you feel lost at any point during
the next few chapters come back and look at figure 2.1 to take a wide view.

---

3
Physical Sound
SECTION 3.1
Elementary Physics
Energy
Energy is a reference point in the universe. Perhaps it is the most fundamental
of all things. We give it the symbol
E
. It is a constant that remains the same
whatever else changes, and it can take many forms. Whenever something hap-
pens, from a rock rolling down a hill to a star exploding, some energy changes
form. But the total amount of energy, the sum of all forms, remains the same.
Its many forms include kinetic energy possessed by a moving object, thermal
energy in a hot body, chemical potential energy in a battery, fuel, or food, or
potential energy in a compressed spring or in a book just sitting on a shelf. We
say an object can
contain
energy, or that energy is a
property of
an object. A hot
firework and a falling rock both contain energy, in thermal or kinetic forms. The
unit to measure energy is the Joule (J), but it cannot be determined directly,
only by observing changes in energy.
Force
A
force
is the attempt of energy to move, which we write as
F
. Force is mea-
sured in Newtons, written N, so to describe a force of 10 Newtons we say
F
=
10N. In a reservoir the water exerts a huge force on the dam. But because
the dam holds fast the water doesn’t move and no energy changes. The water
exerts a force on the dam, and the dam exerts a force on the water. This is
Isaac Newton’s third law, which says, whenever an object A exerts a force on
another object B, then B will exert an equal force in the opposite direction on
A. When the two forces are balanced, we say they are in
equilibrium
.
Pressure
When a force acts on a surface we say the surface experiences
pressure
, written
p
and measured in Pascals (Pa).
1
One Pa = 1N
/
m
2
, so it is a force divided by
an area and we can say
p
=
F
A
(3.1)
1. After French physicist and mathematician Blaise Pascal.

---