Mỗi tương quan giữa mức độ âm thanh và khoảng cách nguồn âm
06/10/2020 11:37
Mức độ âm thanh và khoảng cách nguồn âm thanh có mỗi tương quan với nhau như thế nào?. Công thức tính toán ra sao? Chúng ta cùng nghiên cứu nhé!
Mỗi tương quan giữa áp suất âm thanh và khoảng cách nguồn âm như thế nào?
06/10/2020 11:41
Bạn đã hiểu rõ mỗi tương quan giữa áp suất âm thanh và khoảng cách nguồn âm? Mình xin chia sẻ với các bọn một chút kiến thức về 2 biến số này và mỗi tương quan giữa chúng và các công thức tính toán.
I. Nhắc lại
1. Cường độ âm
Cường độ âm: Cường độ âm là năng lượng của sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích được đặt vuông góc với phương truyền âm.
Kí hiệu: I
Đơn vị: W/m^2
Công thức về cường độ âm:
Trong đó: P: công suất của nguồn âm
R: Khoảng cách từ điểm đang xét tời nguồn âm
Mẫu số của công thức bên vế phải: Diện tích của hình cầu [Khi âm thanh phát ra thì tất cả mọi điểm bao quanh nguồn âm tạo thành bề mặt của hình cầu]
2. Mức cường độ âm
Mức cường độ âm là đại lượng dùng để so sánh cường độ âm I [cường độ âm tại 1 điểm nào đó] với cường độ âm chuẩn.
Kí hiệu: L
Đơn vị: B; dB
Công thức mức cường độ âm:
trong đó: Io=10^-12[W/m2]là cường độ âm chuẩn
Mức cường độ âm tại 2 điểm
Gọi mức cường độ âm tại A là LA, mức cường độ âm tại B là LB
Công thức tính quãng đường truyền âm hay nhất | Cách tính quãng đường truyền âm
Trang trước Trang sau
Với loạt bài Công thức tính quãng đường truyền âm Vật Lí lớp 7 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, biết Cách tính quãng đường truyền âm từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 7.
Bài viết Công thức tính quãng đường truyền âm gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập vận dụng áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính quãng đường truyền âm Vật Lí 7.
1. Định nghĩa
Quãng đường truyền âm là khoảng cách mà âm truyền đi được trong một môi trường trong một khoảng thời gian t nào đó.
Ví dụ: Đàn cá phát ra âm thanh truyền đến chú cá heo, quãng đường truyền âm chính bằng khoảng cách giữa đàn cá và chú cá heo.
2. Công thức
Quãng đường truyền âm được xác định bằng công thức S = v.t.
Trong đó:
S là quãng đường truyền âm, có đơn vị mét [m];
v là vận tốc truyền âm, có đơn vị mét trên giây [m/s];
t là thời gian truyền âm, có đơn vị giây [s].
3. Mở rộng
- Từ công thức tính quãng đường truyền âm, ta có thể suy ra:
+ công thức tính vận tốc truyền âm: v = S : t
+ công thức tính thời gian truyền âm: t = S : v
- Âm thanh truyền đi khi gặp vật cản thì bị phản xạ. Tiếng vang là âm phản xạ nghe được cách âm trực tiếp ít nhất
- Người ta thường sử dụng sự phản xạ của siêu âm đểxácđịnh độ sâu của biển. Thời gian từ khi siêu âm được phát ra đến khi tàu nhận lại được âm phản xạ là t và biết vận tốc truyền âm trong nước biển thì độ sâu của biển là
4. Bài tập vận dụng
Bài 1:Sau khi sét đánh, sau 2,5 giây ta nghe tiếng sấm. Khoảng cách từ nơi có sét đến ta là bao xa? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Bài giải:
Ta có thể coi thời gian ánh sáng đi từ tia sét đến mắt là rất nhỏ, không đáng kể. Nên thời gian 2,5 giây đã nêu là thời gian truyền âm trong không khí. Khoảng cách từ nơi có sét đến ta là:
S = v . t = 340 . 2,5 = 850 m
Đáp số: 850 mét
Bài 2:Để đo độ sâu của một vùng biển [khoảng cách từ mặt nước đến đáy biển], tàu phát ra siêu âm và thu được âm phản xạ từ đáy biển sau 2,5 giây. Cho biết âm truyền trong nước biển có vận tốc 1500 m/s, em hãy tính độ sâu của đáy biển.
Bài giải:
Gọi độ sâu của đáy biển nơi đó là h.
Do âm truyền từ tàu xuống đáy biển rồi phản xạ lại truyền từ đáy biển đến tàu, nên quãng đường truyền âm là hai lần độ sâu đáy biển.
Ta có S = v.t = 2h => h = v.t : 2 = 1500 . 2,5 : 2 = 1875 [mét]
Đáp án: 1875 m
Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 7 quan trọng hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube Tôi
Trang trước Trang sau
Bài tập về cách tính vận tốc truyền âm cực hay, có đáp án
Trang trước Trang sau
Dựa vào công thức tính vận tốc truyền âm trong các môi trường:
v = S : t ⇒ s = v.t ⇒ t = S : v
Trong đó: s là quãng đường truyền âm [m]
t là thời gian truyền âm [s]
v là vận tốc truyền âm [m/s].
Quảng cáo
Để xác định âm truyền trong môi trường nào ta cần tính vận tốc truyền âm. Dựa vào vận tốc truyền âm trong các môi trường theo bảng trong sgk để biết đó là môi trường nào.
Ví dụ 1: Khi ở xa, ta nhìn thấy một người đánh trống và sau hai giây mới nghe thấy tiếng trống. Khoảng cách từ trống đến ta là:
A. 480m
B. 580m
C. 680m
D. 780m
Ta có thể coi thời gian ánh sáng đi từ cái trống đến mắt là rất nhỏ, không đáng kể. Khoảng cách từ cái trống đến ta là:
S = v.t = 340.2 = 680 m
Chọn C
Ví dụ 2: Sau khi sét đánh, sau 2,5 giây ta nghe tiếng sấm. Khi đó khoảng cách từ nơi có sét đến ta là:
A. 920m
B. 410m
C. 610m
D. 850m
Ta có thể coi thời gian ánh sáng đi từ tia sét đến mắt là rất nhỏ, không đáng kể. Khoảng cách từ nơi có sét đến ta là:
S = v.t = 340.2,5 = 850 m
Chọn D
Quảng cáo
Ví dụ 3: Trong một cơn giông, sau khi nhìn thấy tia chớp 5 giây người ta mới nghe được tiếng sấm. Hỏi sét xảy ra cách nơi quan sát bao xa? Biết rằng âm truyền trong không khí với vận tốc 340m/s.
Ta có thể coi thời gian ánh sáng đi từ tia sét đến mắt là rất nhỏ, không đáng kể. Khoảng cách từ nơi có sét đến ta là:
S = v.t = 340.5 = 1700 m
Đáp án: 1700 m.
Câu 1: Một người gõ búa mạnh xuống đường ray xe lửa tại M làm âm truyền đến điểm N cách M 1590 m. Hỏi thời gian truyền âm từ M đến N là bao lâu? Nếu:
a] Âm truyền qua đường ray.
b] Âm truyền trong không khí.
Cho tốc độ truyền âm trong đường ray là 5 300 m/s, tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s.
a] Thời gian âm truyền qua đường ray là: t1 = S : v1 = 1590 : 5300 = 0,3 [giây]
b] Thời gian âm truyền qua không khí là: t2 = S : v2 = 1590 : 340 = 4,68 [giây]
Đáp án: a] 0,3 giây; b] 4,68 giây.
Quảng cáo
Câu 2: Bạn Tài đang đứng bên bờ sông, thấy một người đang ở trên một chiếc thuyền đánh cá. Người đó dùng tay chèo gõ vào mạn thuyền, bạn Tài dùng đồng hồ bấm giây thì thấy khoảng thời gian kể từ khi người đánh cá gõ tay chèo vào mạn thuyền đến khi nghe được tiếng gõ là 0,5 giây. Hỏi khoảng cách từ bạn Tài đến người đánh cá là bao nhiêu? Biết vận tốc của âm truyền trong không khí là 340 m/s.
Ta có thể xem thời gian ánh sáng truyền từ người đánh cá đến bạn Tài là rất nhỏ không đáng kể. Nên khoảng cách từ bạn Tài đến người đánh cá được tính theo công thức:
S = v.t = 340.0,5 = 170 m
Đáp án: 170 m.
Câu 3: Trong một môi trường, cứ 5 giây thì âm thanh truyền đi được 7,5 km. Hỏi âm thanh đó đã truyền đi trong môi trường nào?
Đổi 7,5 km = 7500 m
Vận tốc truyền âm của môi trường đó là:
V = S: t = 7500 : 5 = 1500 [m/s]
So sánh với bảng số liệu sách giáo khoa thì ta thấy đó là vận tốc truyền âm trong nước. Vậy môi trường đó là nước.
Câu 4: Lúc 7 giờ tại một nhà ga A có một đoàn tàu bắt đầu khởi hành. Có một người ở cách nhà ga 18,3 km áp sát tai vào đường ray thì sau bao lâu người đó nghe được tiếng chuyển động của đoàn tàu? Biết vận tốc truyền âm trên đường ray là 6100 m/s
Đổi 18,3 km = 18300 m.
Thời gian kể từ khi đoàn tàu xuất phát đến khi người đó nghe thấy tiếng của đoàn tàu qua đường ray là:
t = S: v = 18300 : 6100 = 3 [giây]
Đáp án: 3 giây.
Câu 5: Trong một cơn giông, khi nhìn thấy tia chớp, 3 giây sau người ta mới nghe được tiếng sét. Hỏi khoảng cách từ nơi sét xảy ra đến nơi người quan sát là bao nhiêu? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Ta có thể coi thời gian ánh sáng truyền từ tia sét đến mắt ta là rất nhỏ. Vậy khoảng cách từ nơi sét xảy ra đến nơi người quan sát là:
S = v.t = 340.3 = 1020 [m]
Đáp án: 1020 m
Câu 6: Bạn An làm thí nghiệm như sau: Lấy một ống thép dài 30,5 m, bạn An dùng búa gõ vào một đầu ống còn bạn Bình áp sát tai của mình vào đầu kia của ống.
a] Bạn Bình sẽ nghe được hai tiếng gõ kế tiếp nhau. Hãy giải thích tại sao bạn An chỉ gõ một lần nhưng bạn Bình lại nghe được hai tiếng gõ.
b] Tính khoảng thời gian giữa hai lần nghe thấy hai tiếng gõ đó. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s và trong thép là 6100 m/s.
a] Vì tốc độ truyền âm trong không khí và trong thép khác nhau, nên khi bạn An gõ một lần, âm thanh truyền qua không khí đến tai bạn Bình và âm thanh truyền qua thép đến tai bạn Bình trong thời gian khác nhau. Vì vậy bạn Bình nghe thấy hai tiếng gõ.
b] Thời gian âm thanh truyền qua thép đến tai bạn Bình là:
T1 = S: v1 = 30,5 : 6100 = 0,005 [giây]
Thời gian âm thanh truyền qua không khí đến tai bạn Bình là:
T2 = S: v2 = 30,5 : 340 = 0,09 [giây]
Vậy thời gian giữa hai lần bạn Bình nghe thấy tiếng gõ là:
∆t = T2 – T1 = 0,09 – 0,005 = 0,0085 [giây]
Đáp án: b] 0,0085 giây
Câu 7: Đặt một nguồn âm ngay trên mặt nước, một người đứng trên bờ cách nguồn âm 1,5 km và một người ở dưới nước cách nguồn âm 1,5 km. Cho biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s, trong nước là 1500 m/s.
a] Hỏi người nào nghe thấy âm thanh trước? Vì sao?
b] Tính thời gian âm thanh đi từ nguồn âm tới tai từng người?
Đổi 1,5 km = 1500 m.
a] Người ở dưới nước sẽ nghe thấy âm thanh trước vì âm thanh truyền đi trong nước với vận tốc lớn hơn vận tốc âm truyền trong không khí.
b] Thời gian âm thanh đi trong không khí đến tai người nghe là:
Tkk = S: vkk = 1500 : 340 = 4,41 [giây]
Thời gian âm thanh đi trong nước đến tai người nghe là:
Tnc = S : vnc = 1500 : 1500 = 1 [giây]
Câu 8: Thời gian kể từ lúc thấy được ánh chớp cho đến khi nghe được tiếng sấm là 1,5 giây. Khoảng cách từ vị trí tia chớp đến mắt ta là bao nhiêu? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Có thể coi thời gian ánh sáng truyền đến mắt ta là nhỏ không đáng kể. Khoảng cách từ vị trí tia chớp đến mắt ta là : S = v.t = 340.1,5 = 510 m.
Đáp án: 510 m
Câu 9: Một công nhân gõ mạnh búa xuống đường ray. Cách đó 880 m, một người quan sát áp tai vào đường ray và nghe thấy tiếng búa truyền trong đường ray đến tai mình. Cho biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s, trong thép là 5100 m/s.
Hỏi bao nhiêu lâu sau từ khi nghe thấy tiếng búa truyền qua đường ray thì người đó nghe thấy tiếng búa truyền qua không khí đến tai mình?
Thời gian âm thanh truyền trong đường ray là
T1 = S: v1 = 880 : 5100 = 0,173 [giây]
Thời gian âm thanh truyền trong không khí là
T2 = S : v2 = 880 : 340 = 2,588 [giây]
Vậy khoảng thời gian từ sau khi nghe được âm thanh truyền qua đường ray đến khi nghe được âm thanh truyền qua không khí là
∆t = T2 – T1 = 2,588 – 0,173 = 2,415 [giây]
Đáp án: 2,415 giây.
Câu 10: Một người dùng búa gõ mạnh xuống đường ray xe lửa, cách chỗ đó 1500m, người khác áp tai vào đường ray xe lửa thì nghe được hai tiếng gõ cách nhau 4 s.
a] Tại sao người đó lại nghe được hai tiếng gõ như vậy? Và nghe được tiếng gõ nào trước?
b] Tính vận tốc truyền âm trong đường ray?
a] Người đó nghe được hai tiếng gõ là do âm thanh truyền trong không khí và trong đường ray với vận tốc khác nhau nên âm thanh đến tai người nghe cách nhau một khoảng thời gian. Người đó sẽ nghe thấy âm thanh truyền qua đường ray trước vì vận tốc âm truyền trong chất rắn lớn hơn vận tốc âm truyền trong không khí.
b] Thời gian âm thanh truyền qua không khí là:
Tkk = S : vkk = 1500 : 340 = 4,41 [giây]
Thời gian âm truyền qua đường ray là:
Tr = Tkk – 4 = 0,41 [giây]
Vận tốc truyền âm trong đường ray là:
Vr = S : Tr = 1500 : 0,41 = 3658 [m/s]
Đáp án: b] 3658 m/s.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 7 chọn lọc, có đáp án hay khác:
Xem thêm các loạt bài Để học tốt môn Vật Lí 7 hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube Tôi
Trang trước Trang sau