Câu hỏi:
2 năm trước

Từ điểm $A$ bắt đầu thả rơi tự do một nguồn phát âm có công suất không đổi, khi chạm đất tại $B$ nguồn âm đứng yên luôn. Tại $C$ ở khoảng giữa $A$ và $B$ (nhưng không thuộc $AB$), có một máy $M$ đo mức cường độ âm, $C$ cách $AB$ \(12{\rm{ }}m\). Biết khoảng thời gian từ khi thả nguồn đến khi máy $M$ thu được âm có mức cường độ âm cực đại, lớn hơn \(1,528s\) so với khoảng thời gian từ đó đến khi máy $M$ thu được âm có mức cường độ âm không đổi; đồng thời hiệu hai khoảng cách tương ứng này là \(11{\rm{ }}m\). Bỏ qua sức cản không khí, lấy \(g = 10{\rm{ }}m/{s^2}\). Hiệu giữa mức cường độ âm cuối cùng và đầu tiên xấp xỉ:

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: b

$M$ thu được âm có mức cường độ âm cực đại khi nguồn âm tại $D$ với \(AD \bot CD\)

$M$ thu được âm không đổi khi nguồn âm đứng yên tại $B$

Thời gian rơi và quãng đường rơi được từ $A \to D$ lần lượt là ${t_1}$ và ${h_1}$

Thời gian rơi và quãng đường đi được từ $D \to B$ lần lượt là ${t_2}$ và ${h_2}$

Theo đề: ${t_1}-{\rm{ }}{t_2} = {\rm{ }}1,528{\rm{ }}s{\rm{ }}\left( {{t_1} > {\rm{ }}1,528s} \right)$ và ${h_1}-{\rm{ }}{h_2} = {\rm{ }}11{\rm{ }}m$

Áp dụng công thức rơi tự do : \({s_1} = {h_1} = \dfrac{1}{2}gt_1^2\)và \({s_2} = {\rm{ }}{h_1} + {\rm{ }}{h_2} = \dfrac{1}{2}g{\left( {{t_1} + {t_2}} \right)^2} = \dfrac{1}{2}g{\left( {2{t_1} - 1,528} \right)^2}\)

Suy ra \(2{s_1}-{\rm{ }}{s_2} = {\rm{ }}{h_1}-{\rm{ }}{h_2} = gt_1^2 - \dfrac{1}{2}g{\left( {2{t_1} - 1,528} \right)^2}\)

$\begin{gathered}\leftrightarrow 10t_1^2-30,56{\text{ }}{t_1} + {\text{ }}22,67392{\text{ }} = {\text{ }}0 \hfill \\\to \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{t_1} = 1,787599692} \\{{t_2} = 1,268400308}\end{array}} \right. \hfill \\\end{gathered} $.

Nhận nghiệm \({t_1} = 1,787599692s \to {h_1} = 16m\) và ${h_2} = {\rm{ }}5{\rm{ }}m$

Suy ra : 

\(\begin{array}{l}{L_B} - {L_A} = 10\log \dfrac{{{I_B}}}{{{I_A}}} = 10\log \dfrac{{C{A^2}}}{{C{B^2}}}\\ = 10\log \dfrac{{A{D^2} + D{C^2}}}{{B{D^2} + D{C^2}}}\\ = 10\log \dfrac{{{{16}^2} + {{12}^2}}}{{{5^2} + {{12}^2}}} = 3,74dB\end{array}\)

Hướng dẫn giải:

+ Vận dụng biểu thức tính mức cường độ âm: \(L = 10\log \dfrac{I}{{{I_0}}}\)

+ Vận dụng biểu thức tính cường độ âm: \(I = \dfrac{P}{{4\pi {r^2}}}\)

+ Sử dụng biểu thức tính quãng đường rơi tự do: \(s = \dfrac{1}{2}g{t^2}\)

+ Vận dụng biểu thức tính hiệu mức cường độ âm: \({L_1} - {L_2} = 10\log \dfrac{{{I_1}}}{{{I_2}}} = 10\log \dfrac{{r_2^2}}{{r_1^2}}\)

Câu hỏi khác