Tự luận Vật Lí 7: Bài tập định lượng về khoảng cách 2 điểm và điều kiện có tiếng vang.
11 câu hỏi
Một người đứng cách một vách đá 10m và la to. Hỏi người đó có thể nghe được tiếng vang của âm không? Tại sao? cho vận tốc truyền âm trong không khí là 340m/s.
Người đứng cách vách đá 10 m và la to thì người đó không nghe được tiếng vang.
Thời gian để âm thanh đi từ nguồn phát đến vách đá rồi phản xạ lại tai người nghe là:
T = 2.S : v = 2.10 : 340 = 1/17 (giây)
Vì 1/17 < 1/15 nên người đó không nghe được tiếng vang.
Một người đứng cách bức tường 20 m thì khi nói to, người đó có thể nghe được tiếng vang không? Tại sao? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Người đó có thể nghe được tiếng vang.
Giải thích:
Quãng đường âm truyền đi và phản xạ trở lại là: 2S = 2.20 = 40 m
Thời gian kể từ khi ta nghe tiếng nói trực tiếp cho đến khi nghe được tiếng vang là:
T = 2S : 340 = 40 : 340 = 2/17 (giây)
Vì 2/17 > 1/15 nên ta có thể nghe được tiếng vang.
Một người đứng cách bờ tường một khoảng nào đó, sau khi phát ra một tín hiệu âm thanh sau 1s nghe tiếng vọng lại. Hãy tính khoảng cách từ người đó đến bức tường. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340m/s.
Quãng đường âm đi từ nguồn đến tường và phản xạ lại đến tai người nghe là:
S = v.t = 340.1 = 340 m
Quãng đường âm đã đi là hai lần khoảng cách từ nguồn đến tường. Vậy khoảng cách từ nguồn đến tường là: L = S : 2 = 340 : 2 = 170 m.
Để đo sự nông sâu của các vùng biển người ta thường phát các tín hiệu siêu âm, một thời gian sau thu tín hiệu phản hồi và xác định được độ sâu của vùng biển đó. Hãy giải thích cách làm trên và đưa phương án thực hiện quá trình trên.
Siêu âm có thể phát thành chùm tia hẹp và ít bị nước hấp thụ nên truyền đi được xa trong nước. Vì thế người ta sử dụng sự phản xạ của siêu âm để xác định độ sâu của biển.
Để đo độ sâu của biển, người ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Dùng sóng siêu âm phát thẳng đứng xuống đáy biển.
Bước 2: Đo thời gian từ lúc phát siêu âm đến khi nhận được âm phản xạ.
Bước 3: Độ sâu của biển được xác định bởi công thức h = S: 2 = (v.t) : 2
Với v là vận tốc của siêu âm truyền trong môi trường nước; t là thời gian từ lúc phát âm đến khi nhận được âm phản xạ.
Để đo được độ sâu của biển, người ta dựa vào hiện tượng phản xạ âm bằng cách dùng máy phát siêu âm được đặt trên tàu. Máy phát ra tia siêu âm theo phương thẳng đứng, khi tia siêu âm gặp đát biển sẽ phản xạ lại được mát thu đặt liền với máy phát thu lại. Hãy tính chiều sâu của đáy biển tại vị trí đặt tàu. Biết tốc độ siêu âm truyền trong nước biển là 1500 m/s và thời gian kể từ khi phát tia siêu âm đến khi thu được âm phản xạ là 3,5 giây.
Quãng đường âm đi trong nước là: S = v.t = 1500. 3,5 = 5250 (m)
Mà quãng đường âm đi được bằng hai lần độ sâu của biển.
Độ sâu của biển là: h = S : 2 = 2625 (m)
Đáp án: 2625 m.
Khoảng cách từ nơi các chú bộ đội tập bắn súng đến ngọn núi đá phía trước là 1,53 km. Hỏi khoảng thời gian kể từ ki bắn cho đến khi nghe được tiếng vang là bao nhiêu? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Âm thanh đi từ vị trí bắn súng, đến vách núi rồi phản xạ lại, quãng đường âm đã đi được là: 2.S = 2.1,53 = 3,06 (km) = 3060 m
Thời gian kể từ ki bắn cho đến khi nghe được tiếng vang là
T = 2S : v = 3060 : 340 = 9 (giây)
Đáp án: 9 giây
Tính khoảng cách tối thiểu kể từ nguồn âm đến vật cản để có thể cho ta nghe được tiếng vang khi âm truyền trong không khí.
Điều kiện để nghe được tiếng vang là thời gian từ khi nghe được âm trực tiếp đến khi nghe được âm phản xạ ít nhất là 1/15 giây.
Mà vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Vậy quãng đường truyền âm trong trường hợp tối thiểu để có tiếng vang là:
S = v.t = 340 .(1/15) = 22,7 (m)
Mà ta biết khoảng cách từ nguồn âm đến vật cản bằng một nửa quãng đường.
Cho nên khoảng cách tối thiểu cần tìm đó là:
H = S : 2 = 22, 7 : 2 = 11, 35 (m)
Đáp án: 11,35 m
Một người đứng cách một vách núi hét thật to. Sau 0,25 giây người đó nghe được tiếng vang của chính mình vọng lại. Hỏi người đó đứng cách vách núi bao xa?
Quãng đường mà âm thanh đã đi là: S = v.t = 340.0,25 = 85 m
Khoảng cách từ vách đá đến người là: L = S : 2 = 85 : 2 = 42,5 m
Đáp án: L = 42,5 m
Để đo độ sâu của đáy biển, người ta ứng dụng sự phản xạ của sóng âm. Cho biết tốc độ của sóng âm trong nước biển là 1500 m/s, thời gian kể từ lúc phát sóng ra đến lúc nhận sóng phản xạ 4 giây. Tính độ sâu của đáy biển.
Quãng đường siêu âm đi được là S = v.t = 1500 . 4 = 6000 (m)\
Độ sâu của biển là : H = S : 2 = 6000 : 2 = 3000 (m)
Đáp án: 3000 m
Một người đứng cách một vách núi 850 m và nói to (hình dưới). Hỏi người ấy có nghe rõ tiếng vang của âm không? Tại sao? Cho tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Người đó nghe được tiếng vang.
Giải thích:
Thời gian âm truyền từ người đó đến vách núi và quay lại là:
T = 2S : v = 2.850 : 340 = 5 (giây)
Điều kiện để nghe được tiếng vang là âm phản xạ đến tai sau âm trực tiếp ít nhất 1/15 giây.
Vì 5 > 1/15 giây, nên người đó nghe rõ tiếng vang.
Giả sử tàu phát ra siêu âm và thu được âm phản xạ của nó từ đáy biển sau 1,5 giây. Tính độ sâu của đáy biển, biết vận tốc siêu âm trong nước là 1500 m/s.
Quãng đường mà siêu âm đi trong nước là: S = v.t = 1500 . 1,5 = 2250 (m)
Độ sâu của biển là H = S : 2 = 2250 : 2 = 1125 (m)
Đáp án: 1125 m.
