Giải Vật lí 11 trang 65 Chân trời sáng tạo

Với giải bài tập Vật lí 11 trang 65 trong Bài 10: Thực hành đo tần số của sóng âm và tốc độ truyền âm sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 11 trang 65.

1 472 17/05/2023

Trang trước

Trang sau

Giải Vật lí 11 trang 65

Câu hỏi 6 trang 65 Vật Lí 11: Giải thích vì sao ta có biểu thức: $l_{2} - l_{1} = \frac{λ}{2}$

Lời giải:

Do ống trong thí nghiệm coi như có một đầu cố định, một đầu tự do.

Khi kéo pit-tong nghe được âm to nhất lần thứ nhất, chiều dài ống là: $l_{1} = (2 k_{1} + 1) \frac{λ}{4}$

Khi kéo pit-tong tiếp nghe được âm to nhất lần thứ hai, chiều dài ống là:

$l_{2} = (2 k_{2} + 1) \frac{λ}{4}$ .

Do hai vị trí nghe được âm to nhất này gần nhau nhất nên $k_{2} - k_{1} = 1$

Khi đó: $l_{2} - l_{1} = \frac{λ}{4} [(2 k_{2} + 1) - (2 k_{1} + 1)] = \frac{λ}{2}$

Luyện tập trang 65 Vật Lí 11: Có thể xác định tốc độ truyền âm trong không khí thông qua việc đo khoảng thời gian từ lúc bắt đầu thả một vật rơi tự do từ độ cao so với một bề mặt cứng đến khi nghe được âm phát ra từ va chạm của vật với bề mặt. Thực hiện thí nghiệm này và so sánh kết quả đo được với kết quả trong phương án thí nghiệm (sử dụng ống cộng hưởng).

Lời giải:

Dụng cụ thí nghiệm:

- Sử dụng hai viên sỏi

- Đồng hồ bấm giây

- Một sợi dây dài

Tiến hành thí nghiệm:

- Nên thực hiện thả viên sỏi ở một chiếc giếng cạn (vì giếng cạn có hình dáng giống ống cộng hưởng trong thí nghiệm).

- Thả rơi viên sỏi từ miệng giếng. Khi bắt đầu thả thì bấm nút START để cho đồng hồ thực hiện đo thời gian.

- Đặt tai sát miệng giếng, đến khi nghe được âm thanh phát ra từ quá trình va chạm thì bấm nút STOP để đồng hồ dừng đo thời gian. Đo được thời gian tính từ khi thả đến khi nghe được âm thanh là t.

Xử lí số nghiệm:

- Đo độ sâu của giếng: buộc một viên sỏi khác vào sợi dây dài, thả xuống giếng cạn, khi nào viên sỏi chạm đáy giếng thì dừng lại (để biết khi nào viên sỏi chạm đáy giếng bằng cách quan sát phương của sợi dây, khi sợi dây không còn phương thẳng đứng nữa thì khi đó viên sỏi đã chạm đáy giếng) điều chỉnh lại sợi dây để nó có phương thẳng đứng, sau đó đo chiều dài sợi dây tính từ vị trí buộc viên sỏi đến vị trí ngang bằng với miệng giếng. Ta thu được độ sâu của giếng cạn là h.

- Thời gian thả rơi vật: $t_{1} = \sqrt{\frac{2 h}{g}}$

- Thời gian âm phản xạ từ đáy giếng lên đến miệng giếng: $t_{2} = \frac{h}{v}$

Sử dụng công thức: $t = t_{1} + t_{2} \Leftrightarrow t = \sqrt{\frac{2 h}{g}} + \frac{h}{v} \Rightarrow v = ...$ để tìm tốc độ truyền âm.

Vận dụng trang 65 Vật Lí 11: Cảm biến âm là cảm biến có nguyên tắc hoạt động tương tự micrô. Khi sóng âm được truyền tới cảm biến thì nó sẽ chuyển tín hiệu âm thành tín hiệu điện có cùng tần số. Kết nối cảm biến âm với bộ xử lí số liệu sẽ thu được tín hiệu điện này trên màn hình (hình 10.4), dựa vào đồ thị và sự cài đặt tỉ lệ trục thời gian ban đầu ta có thể xác định được chu kì của tín hiệu.

Nếu có hai sóng âm tới cảm biến cách nhau một khoảng thời gian nào đó thì bộ xử lí số liệu cũng sẽ hiển thị đồng thời hai tín điện trên màn hình và cũng có thể xác định được hai thời điểm mà cảm biến bắt đầu ghi nhận hai sóng âm.

Từ các thông tin trên, hãy đưa ra một phương án thí nghiệm xác định tần số của sóng âm và tốc độ truyền âm với cảm biến âm và bộ xử lí số liệu.

Lời giải:

Phương án thí nghiệm:

- Sử dụng một âm thoa, búa cao su.

- Đặt âm thoa gần bộ cảm biến âm một khoảng vừa đủ, dùng búa cao su gõ nhẹ vào âm thoa, bộ cảm biến âm sẽ nhận sóng âm từ âm thoa và xử lí tín hiệu cho ta đồ thị dao động của sóng âm.

- Do đã cài đặt tỉ lệ trục thời gian ban đầu ta có thể xác định được chu kì của tín hiệu.

- Từ đồ thị xác định được bước sóng (khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp).

- Từ đó xác định được tốc độ truyền âm và tần số của âm thoa.

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Giải Vật lí 11 trang 62

Giải Vật lí 11 trang 63

Giải Vật lí 11 trang 64

Giải Vật lí 11 trang 65

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Mở đầu trang 62 Vật Lí 11: Trong đời sống hằng ngày, chúng ta có thể nghe âm thanh từ mọi nơi. Ta đã biết âm thanh chính là sóng âm được lan truyền trong môi trường vật chất...

Câu hỏi 1 trang 62 Vật Lí 11: Dựa vào bộ dụng cụ thí nghiệm, hãy thiết kế và thực hiện phương án để đo tần số của sóng âm...

Câu hỏi 2 trang 63 Vật Lí 11: Trình bày cách tính sai số tuyệt đối của phép đo. Liệt kê một số nguyên nhân gây ra sai số trong phương án thí nghiệm và đề xuất cách khắc phục...