Để đo tốc độ truyền sóng âm trong không khí ta dùng một âm thoa có tần số 1000 Hz 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 thêm nước vào bình. Khi chiều cao của cột không khí là 50 m thì âm phát ra nghe to nhất. Tiếp tục đổ thêm nước vào bình cho đến khi nghe thấy âm to nhất. Chiều cao của cột không khí lúc này là 35 cm. Tính tốc độ truyền âm.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐể tạo ra âm thanh to, sóng âm trong bình thủy tinh phải tạo ra sóng dừng có đầu cố định và đầu tự do.
Gọi h là chiều cao của cột khí trong bình thủy tinh.
Điều kiện để tạo ra sóng dừng ở cả hai trường hợp:
\(\left\{ \begin{align} & {{h}_{1}}=(2k+1)\frac{\lambda }{4} \\ & {{h}_{2}}=(2k-1)\frac{\lambda }{4} \\ \end{align} \right.\Rightarrow {{h}_{1}}-{{h}_{2}}=\frac{\lambda }{2}\Rightarrow 0,15=\frac{\lambda }{2}\Rightarrow \lambda =0,3\text{ m}\text{.}\)
Vận tốc truyền sóng: \(v=\lambda .f=0,3.1000=300\text{ m/s}\text{.}\)