Bài 15. Thực hành: Đo tốc độ truyền âm trang 58, 59 Vật Lí 11 Kết nối tri thức

KĐ

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

Phương pháp giải:

Dựa vào nội dung kiến thức đã học của những bài trước để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Để đo tốc độ truyền sóng âm trong không khí ta dùng một âm thoa có tần số đã biết để kích thích dao động của một cột không khí trong một bình thủy tinh. Thay đổi độ cao của cột không khí trong bình bằng cách đổ dần nước vào bình. Khi chiều cao của cột không khí ở một độ cao xác định thì âm phát ra nghe to nhất. Tiếp tục đổ thêm dần nước vào bình cho đến khi lại nghe được âm to nhất. Xác định chiều cao của cột không khí lúc sau và tính được tốc độ truyền âm trong không khí.

HĐ

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 dẫn 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?

Phương pháp giải:

Dựa vào nội dung kiến thức đã học để trả lời.

Lời giải chi tiết:

a) Khi pít-tông di chuyển, độ to của âm thanh nghe được thay đổi lúc to lúc nhỏ.

b) Khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của pít-tông mà âm thanh nghe được to nhất cho phép xác định bước sóng của sóng âm: λ = 2.|l₁ – l₂|

c) Cần đo bước sóng của sóng âm để tính được tốc độ truyền âm.

HĐ

Xử lí kết quả thí nghiệm

a) Tính chiều dài cột không khí giữa hai vị trí của pít-tông khí 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 không xác định tốc độ truyền âm qua l₁, l₂ mà cần xác định qua l₂ – l₁

Phương pháp giải:

Dựa vào nội dung kiến thức đã học và kết quả thí nghiệm để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Kết quả thí nghiệm tham khảo và cách xử lí số liệu:

Với f₁ = 440 Hz  ± 10 Hz

- Bước sóng trung bình \(\overline \lambda   = 2\left( {\overline {{l_2}}  - \overline {{l_1}} } \right)\)= 766 (mm)

- Δλ = 2(Δl₂ + Δl₁) = 2.(1 + 2) = 6 (mm)

- \(\overline v  = \overline \lambda  .\overline f \)= 0,766.440 = 337,04 (m/s)

- Δv = = 10,3 (m/s)

- v =\(\overline v \) ± Δv = 337,04 ± 10,3 (m/s)

- Không xác định tốc độ truyền âm qua l₁, l₂ mà cần xác định qua l₂ – l₁ vì sóng âm là sự lan truyền qua không khí, nếu xác định âm ở  l₁, l₂ thì ta sẽ không xác định được trong khoảng từ đầu ống thủy tinh đến vị trí l₁, l₂ có những bụng sóng hay nút sóng nào.