Dựa vào bộ dụng cụ thí nghiệm, hãy thiết kế và thực hiện phương án

Giải Vật Lí 11 Bài 10: Thực hành đo tần số của sóng âm và tốc độ truyền âm - Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 4 trang 64 Vật Lí 11: Dựa vào bộ dụng cụ thí nghiệm, hãy thiết kế và thực hiện phương án để đo tốc độ truyền âm trong không khí.

Lời giải:

Mục đích: Đo được tốc độ truyền âm trong không khí.

Dụng cụ:

– Ống cộng hưởng (1) trong suốt bằng nhựa, dài 70 cm, đường kính 40 mm, có gắn thước thẳng.

– Pit-tông bằng kim loại bọc nhựa (2), đường kính 38 mm, có vạch chuẩn xác định vị trí.

– Dây treo pit-tông (3) dài 1,5 m, một đầu có móc treo, vắt qua ròng rọc có đường kính 40 mm.

– Hệ thống giá đỡ gồm trụ thép đặc (4), dài 75 cm, đường kính 10 mm và đế ba chân bằng thép.

– Loa điện động (4 $\Omega$ – 3 W) (5), lắp trong hộp bảo vệ có cán bằng trụ thép và lỗ cắm điện.

– Máy phát tần số (0,1 Hz – 1 kHz) (6), tín hiệu hình sin, điện áp ra cực đại 14 V.

– Bộ hai dây nối mạch điện (7), dài 50 cm, hai đầu có phích cắm.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 10.3. Đặt loa điện động gần sát đầu hở của ống cộng hưởng.

Bước 2: Dùng hai dây dẫn điện cấp điện cho loa từ máy phát tần số.

Bước 3: Điều chỉnh thang đo trên máy phát sang vị trí 100 Hz – 1 kHz. Điều chỉnh tần số sóng âm cho phù hợp.

Bước 4: Điều chỉnh biên độ để nghe được âm phát ra từ loa vừa đủ to.

Bước 5: Kéo dần pit-tông lên và lắng nghe âm phát ra. Xác định vị trí thứ nhất của pit-tông khi âm nghe được to nhất và xác định chiều dài cột khí ${\mathcal{l}}_1$ tương ứng. Ghi số liệu vào Bảng 10.2.

Bước 6: Tiếp tục kéo pit-tông lên và xác định vị trí thứ hai của pit-tông khi âm nghe được lại to nhất và xác định chiều dài cột khí ${\mathcal{l}}_2$ tương ứng. Ghi số liệu vào Bảng 10.2.

Bước 7: Cho pit-tông về lại sát miệng ống, lặp lại các bước 5 và 6 thêm 4 lần nữa. Ghi số liệu vào Bảng 10.2.

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

Do chiều dài cột khí ${\mathcal{l}}_1;{\mathcal{l}}_2$ khi có âm to nhất lần thứ nhất và lần thứ hai. Ghi vào bảng số liệu như Bảng 10.2.

Xử lí số liệu để tính toán tốc độ truyền sóng âm trong không khí kèm theo sai số của phép đo.

Xử lí số liệu để ghi nhận tốc độ truyền âm:

– Tính giá trị trung bình: $\overline{\lambda }=2\left({\overline{\mathcal{l}}}_2-{\overline{\mathcal{l}}}_1\right)$ và suy ra: $\overline{v}=\overline{\lambda }\overline{f}$.

– Tính sai số: $\Delta \lambda =2\left(\Delta {\mathcal{l}}_2-\Delta {\mathcal{l}}_1\right)$.

– Tính sai số $\Delta v$ từ hệ thức: $\frac{\Delta v}{\overline{v}}=\frac{\Delta \lambda }{\overline{\lambda }}+\frac{\Delta f}{\overline{f}}$ và trình bày kết quả $v=\overline{v}\pm \Delta v$

Lời giải Vật Lí 11 Bài 10: Thực hành đo tần số của sóng âm và tốc độ truyền âm hay 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 ....

• 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....

• Câu hỏi 3 trang 63 Vật Lí 11: So sánh kết quả tần số đo được với giá trị tần số được ghi trên âm thoa hoặc hiển thị trên màn hình của máy phát tần số. Rút ra kết luận....

• Luyện tập trang 63 Vật Lí 11: Hiện nay, ứng dụng SmartScope Oscilloscope trên điện thoại thông minh có thể được sử dụng để ghi nhận đồ thị dao động âm....

• Câu hỏi 5 trang 64 Vật Lí 11: Liệt kê một số nguyên nhân gây ra sai số trong phương án thí nghiệm và đề xuất cách khắc phục.....

• Câu hỏi 6 trang 65 Vật Lí 11: Giải thích vì sao ta có biểu thức: ${\mathcal{l}}_2-{\mathcal{l}}_1=\frac{\lambda }{2}$......

• 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 ....

• 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....

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

• Vật Lí 11 Bài 5: Sóng và sự truyền sóng

• Vật Lí 11 Bài 6: Các đặc trưng vật lí của sóng

• Vật Lí 11 Bài 7: Sóng điện từ

• Vật Lí 11 Bài 8: Giao thoa sóng

• Vật Lí 11 Bài 9: Sóng dừng

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---