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 (12m ). 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 (11m ). Bỏ qua sức cản không khí, lấy (g = 10 m/(s2 ). Hiệu giữa mức cường độ âm cuối cùng và đầu tiên xấp xỉ:
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiM thu được âm có mức cường độ âm cực đại khi nguồn âm tại D với AD⊥CD
M thu được âm không đổi khi nguồn âm đứng yên tại B
Thời gian rơi và quãng đường rơi được từ A→D lần lượt là t1 và h1
Thời gian rơi và quãng đường đi được từ D→B lần lượt là t2 và h2
Theo đề: \(\begin{array}{l} {t_1} - {t_2} = 1,528s\left( {{t_1} > 1,528s} \right)\\ {h_1} - {h_2} = 11m \end{array}\)
Áp dụng công thức rơi tự do :
\(\begin{array}{l} {s_1} = {h_1} = \frac{1}{2}gt_1^2\\ {s_2} = {h_1} + {h_2} = \frac{1}{2}g{\left( {{t_1} + {t_2}} \right)^2} = \frac{1}{2}g{\left( {2{t_1} - 1,528} \right)^2}\\ \to 2{s_1} - {s_2} = {h_1} - {h_2} = gt_1^2 - \frac{1}{2}g{\left( {2{t_1} - 1,528} \right)^2}\\ \leftrightarrow 10{t^2}_1 - 30,56\;{t_1} + \;22,67392\; = \;0 \to \left[ \begin{array}{l} {t_1} = 1,787599692\\ {t_1} = 1,268400308 \end{array} \right. \end{array}\)
Nhận nghiệm \( {t_1} = 1,787599692s \to {h_1} = 16m;{h_2} = 5m\)
Suy ra \(\begin{array}{*{20}{l}} {{L_B} - {L_A} = 10\log \frac{{{I_B}}}{{{I_A}}} = 10\log \frac{{C{A^2}}}{{C{B^2}}}}\\ { = 10\log \frac{{A{D^2} + D{C^2}}}{{B{D^2} + D{C^2}}}}\\ { = 10\log \frac{{{{16}^2} + {{12}^2}}}{{{5^2} + {{12}^2}}} = 3,74dB} \end{array}\)