Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Giải Vật lí 11 Bài 15 (Kết nối tri thức): Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

    Với giải bài tập Vật lí 11 Bài 15: Thực hành: Đo tốc độ truyền âm sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 11.

    1 17,909 18/09/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Giải bài tập Vật lí 11 Bài 15: Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

    Giải Vật lí 11 trang 58

    Khởi động trang 58 Vật Lí 11: Âm thanh truyền trong một môi trường có tốc độ xác định, làm thế nào đo được tốc độ truyền âm trong không khí bằng dụng cụ thí nghiệm?

    Lời giải:

    Có nhiều cách để đo tốc độ truyền âm.

    - Cách 1: Có thể thả rơi 1 vật xuống một giếng cạn, đo thời gian từ lúc thả rơi đến khi nghe thấy âm thanh từ dưới giếng phản xạ lại. Đo độ sâu của giếng và kết hợp với thời gian đo được (thời gian rơi + thời gian truyền âm) là sẽ tính được tốc độ truyền âm.

    - Cách 2: Sử dụng dụng cụ thí nghiệm đo tốc độ truyền âm như hình dưới:

    Âm thanh truyền trong một môi trường có tốc độ xác định làm thế nào đo được tốc độ truyền âm trong không khí bằng dụng cụ thí nghiệm

    II. Thiết kế phương án thí nghiệm

    Hoạt động trang 58 Vật Lí 11: Nối máy phát tần số với loa, bật công tắc nguồn của máy phát tần số, điều chỉnh biên độ và tần số để nghe rõ âm (hoặc dùng búa cao su gõ vào một nhánh của âm thoa), đồng thời dịch chuyển dần pít-tông ra xa loa. Trả lời câu hỏi sau:

    a) Khi pít-tông di chuyển, độ to của âm thanh nghe được thay đổi như thế nào?

    b) Khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của pít-tông mà âm thanh nghe được to nhất cho phép xác định đại lượng nào của sóng âm?

    c) Cần đo đại lượng nào để tính được tốc độ truyền âm?

    Lời giải:

    Hiện tượng xảy ra trong ống thuỷ tinh là sóng dừng.

    a) Khi pít-tông di chuyển, độ to của âm thanh nghe được sẽ thay đổi liên tục, có lúc to, có lúc rất nhỏ (hoặc không nghe thấy gì). Khi chúng ta nghe thấy to có nghĩa là tại đó đang có giao thoa với biên độ cực đại (hay bụng sóng), khi âm thanh rất nhỏ hoặc không nghe thấy là tại đó đang có giao thoa cực tiểu (nút sóng).

    b) Khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của pít-tông mà âm thanh nghe được to nhất cho phép xác định đại lượng bước sóng. Vì khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của cực đại giao thoa bằng nửa bước sóng. Từ đó ta xác định được bước sóng của âm.

    c) Để đo được tốc độ truyền âm ta cần xác định thêm đại lượng chu kì (tần số) dựa trên đồ thị xuất hiện ở máy phát tần số.

    IV. Kết quả thí nghiệm

    Giải Vật lí 11 trang 59

    Thí nghiệm trang 59 Vật Lí 11:

    Tần số nguồn âm f trang 59 Vật Lí 11

    Lời giải:

    Tần số nguồn âm f=100±0Hz

    Chiều dài cột không khí khi âm to nhất (cm)

    Lần 1

    Lần 2

    Lần 3

    Giá trị trung bình (l)

    Sai số ∆l

    l1

    255

    253

    257

    255

    1,33

    l2

    425

    424

    426

    425

    0,67

    Sử dụng công thức tính giá trị trung bình: l¯=l1+l2+l33

    Sai số Δl=Δl¯+Δldc với Δl¯=Δl1+Δl2+Δl33 và Δldc=0

    Hoạt động trang 59 Vật Lí 11: Xử lí kết quả thí nghiệm

    a) Tính chiều dài cột không khí giữa hai vị trí của pít-tông khi âm to nhất d=l2−l1=?

    b) Tính tốc độ truyền âm v=λ.f=2df=?

    c) Tính sai số: δv=δd+δf=?

    Δv=?

    d) Giải thích tại sao không xác định tốc độ truyền âm qua l1,l2 mà cần xác định qua l2−l1.

    Lời giải:

    a, b) Bảng kết quả

    Chiều dài cột không khí khi âm to nhất

    Lần 1

    Lần 2

    Lần 3

    l1

    2,55 m

    2,53 m

    2,57 m

    l2

    4,25 m

    4,24 m

    4,26 m

    d=l2−l1

    1,70 m

    1,71 m

    1,69 m

    v=λ.f=2df

    340 m/s

    342 m/s

    338 m/s

    c) v¯=v1+v2+v33=340 m/s; d¯=d1+d2+d33=1,7 m

    Δv¯=Δv1+Δv2+Δv33=1,33; Δd¯=Δd1+Δd2+Δd33=0,67

    Δv=Δv¯+Δvdc=1,33; Δd=Δd¯+Δddc=0,67

    δv=δd+δf=Δdd¯+Δff¯=0,671,7+0100=0,394

    d) Đo tốc độ truyền âm qua l2−l1 vì độ thay đổi độ dài sẽ gián tiếp tính được bước sóng từ đó dễ dàng xác định được tốc độ. Nếu chúng ta xác định thông qua l1,l2 thì cần phải xác định được số bụng sóng, số nút sóng mà điều đó thì rất khó xác định vì không nhìn được bằng mắt thường đối với sóng dừng của không khí.

    Em có thể trang 59 Vật Lí 11: Chế tạo chiếc đàn K’lông pút bằng các ống nứa hoặc ống nhựa rỗng, có độ dài khác nhau và có thể phát ra được âm có tần số bằng tần số các nốt nhạc cơ bản.

    Lời giải:

    Cấu tạo của đàn K'lông pút dân gian có từ 2 đến 5 ống nứa rỗng loại lớn, dài ngắn khác nhau. Ống ngắn nhất từ 60 đến 70 cm, ống dài nhất từ 110 đến 120 cm. Đường kính ống từ 5 đến 8 cm. Những ống này xếp thanh một hàng trên giá, các đầu ống xếp bằng nhau ở một bên, còn bên kia có đường xéo vì xếp theo thứ tự từ ống ngắn nhất đến ống dài nhất. K’lông pút dân gian có âm vực từ nốt đô của khóa fa đến nốt sol của khóa sol.

    Chế tạo chiếc đàn K’lông pút bằng các ống nứa hoặc ống nhựa rỗng có độ dài khác nhau

    Đàn K’lông pút cải tiến có thêm một số ống bổ sung, sắp xếp thành hàng trên những ống của loại K’lông pút bình thường, hoặc xen kẽ mới những ống cũ. Do đó loại cải tiến có âm vực từ 2 quãng tám trở lên, tính từ nốt sol của khóa fa đến nốt sol của khóa sol. Loại này có đủ các âm và nửa âm trong 2 quãng tám.

    Chế tạo chiếc đàn K’lông pút bằng các ống nứa hoặc ống nhựa rỗng có độ dài khác nhau

    Các em quan sát hình ảnh đàn K’lông pút sau đó tự làm theo hình ảnh.

    Lý thuyết Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

    I. Dụng cụ thí nghiệm

    Lý thuyết Thực hành: Đo tốc độ truyền âm (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 1)

    - Ống trụ làm bằng thủy tinh hữu cơ trong suốt, có đường kính trong 40mm, dài 670mm, có độ chia 0÷660mm (1)

    - Pít-tông làm bằng thép bọc nhựa, có vạch dấu, nối với dây kéo và ròng rọc, có thể di chuyển dễ dàng trong ống (2)

    - Máy phát tần số phát ra tín hiệu có dạng sin (3)

    - Một loa nhỏ (4)

    - Giá đỡ ống trụ (5)

    II. Thiết kế phương án thí nghiệm

    - Lắp ống trụ đã được lồng pít-tông ở trong ống lên giá đỡ, ghép loa sát đầu dưới của ống trụ

    III. Tiến hành thí nghiệm

    1. Điều chỉnh cho máy phát tần số đến giá trị 500 Hz

    2. Dùng dây kéo pít-tông di chuyển trong ống thủy tinh, cho đến lúc âm thanh nghe được to nhất. Xác định vị trí âm thanh nghe được là lớn nhất lần 1. Đo chiều dài cột khí l1. Thực hiện thao tác thêm 2 lần

    3. Tiếp tục kéo pít-tông di chuyển trong ống thủy tinh, cho đến lúc lại nghe được âm thanh to nhất. Xác định vị trí của pít-tông mà âm thanh nghe được là to nhất lần 2. Đo chiều dài cột khí l2. Thực hiện thêm 2 lần nữa

    IV. Kết quả thí nghiệm

    Lý thuyết Thực hành: Đo tốc độ truyền âm (Kết nối tri thức 2023) hay, chi tiết | Vật Lí 11 (ảnh 2)

    Xem thêm lời giải bài tập Vật lí 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

    Bài 14: Bài tập về sóng

    Bài 15: Thực hành: Đo tốc độ truyền âm

    Bài 16: Lực tương tác giữa hai điện tích

    Bài 17: Khái niệm điện trường

    Bài 18: Điện trường đều

    Tham khảo các loạt bài Vật lí 11 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 17,909 18/09/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: