Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 15

Vật lý 11 Kết nối tri thức bài 15: Thực hành Đo tốc độ truyền âm được VnDoc.com tổng hợp và xin gửi tới bạn đọc cùng tham khảo để có thêm tài liệu giải bài tập Vật lý 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết.

Mở đầu

Câu hỏi: 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?

Bài làm

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.

I. Dụng cụ thí nghiệm

II. Thiết kế phương án thí nghiệm

Hoạt động

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?

Bài làm

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

III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
IV. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Hoạt động

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 \(\delta v = \delta d + \delta f =?\)

Δv = ?

d) Giải thích tại không xác định tốc độ truyền âm qua l₁l₂ mà cần xác định qua l₂ − l₁.

Bài làm

Ví dụ kết quả thí nghiệm và cách xử lí số liệu:

• Với f₁ = \(440 Hz \pm 10 Hz\)

Chiều dài cột không khí khi âm to nhất (mm)	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Giá trị trung bình (l)	Sai số \(\triangle\)l
l1	186	189	188	188	1
l2	572	573	569	571	2

Bước sóng trung bình: \(\bar{\lambda}=2 (\bar{l_{2}}-\bar{l_{1}})=766 (mm)\)

\(\Delta\lambda=2(\Delta l_{2}+\Delta l_{1})= 2.(1+2)=6 (mm)\)

\(\bar{v}=\bar{\lambda}.\bar{f}=0,766.440=337,04(m/s)\)

\(\Delta v=\bar{v}(\frac{\Delta \lambda}{\bar{\lambda}}+\frac{\Delta f}{\bar{f}})=337,04.(\frac{6}{766}+\frac{10}{440})=10,3(m/s)\)

\(v=\bar{v}\pm \Delta v=337,04\pm 10,3(m/s)\)

Không xác định tốc độ truyền âm qua \(l_{1}, l_{2}\) mà cần xác định qua \(l_{2} - l_{1}\) vì sóng âm là sự lan truyền qua không khí, nếu xác định âm ở \(l_{1}, l_{2}\) thì ta sẽ không xác định được trong khoảng từ đầu ống thủy tinh đến vị trí \(l_{1}, l_{2}\) có những bụng sóng hay nút sóng nào.

----------------------------------

Bài tiếp theo: Vật lí 11 Kết nối tri thức bài 16

Trên đây VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Vật lý 11 Kết nối tri thức bài 15: Thực hành Đo tốc độ truyền âm. Hi vọng qua bài viết này bạn đọc có thêm tài liệu để học tập tốt hơn môn Vật lý 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tại mục Toán 11 Kết nối tri thức, Hóa học 11 Kết nối tri thức.