Lub Npe: Kev Nkag Siab Txog Cov Suab: Cov Lus Nug Piv Txwv thiab Kev Sib Tham
Pendahuluuan
Suab yog ib lub nthwv dej uas kis tau los ntawm ib qho chaw xws li cua, dej, lossis cov khoom khov. Qhov xwm txheej no tseem ceeb heev rau lub neej txhua hnub, txij li kev sib txuas lus ntawm tib neeg thiab kev txaus siab rau suab paj nruag mus rau kev siv thev naus laus zis xws li sonar thiab ultrasound. Hauv tsab xov xwm no, peb yuav tshawb nrhiav ntau lub tswv yim ntsig txog cov suab los ntawm cov teeb meem piv txwv uas yuav pab peb nkag siab.
Lub Tswv Yim Tseem Ceeb ntawm Cov Chaw Suab
Ua ntej peb yuav tham txog cov teeb meem piv txwv no, cia peb rov qab los saib dua lub ntsiab lus tseem ceeb ntawm cov suab. Lub suab yog tsim los ntawm kev co ntawm ib yam khoom, thiab muaj ntau yam tseem ceeb uas yuav tsum nkag siab:
1. Zaus: Tus naj npawb ntawm kev co uas lub suab tsim tawm hauv ib ob, ntsuas hauv Hertz (Hz). Zaus txiav txim siab qhov siab ntawm lub suab.
2. Amplitude: Qhov loj ntawm kev co los ntawm qhov chaw suab. Amplitude muaj feem cuam tshuam ncaj qha rau qhov nrov lossis mos ntawm lub suab.
3. Qhov Ceev ntawm Suab: Qhov ceev ntawm lub suab sib txawv nyob ntawm qhov nruab nrab. Piv txwv li, lub suab mus sai dua hauv dej dua li hauv huab cua.
4. Qhov ntev ntawm lub suab: Qhov deb ntawm ob lub ncov suab sib law liag ntawm lub suab.
Piv txwv ntawm Cov Lus Nug Txog Qhov Chaw Suab
Cia peb tham txog qee cov lus nug piv txwv kom nkag siab zoo dua txog lub tswv yim ntawm cov chaw suab.
Lo lus nug 1: Cov chaw suab thiab zaus
Ib lub tuning fork tsim ib lub suab nrog zaus ntawm 440 Hz. Yog tias qhov ceev ntawm lub suab hauv huab cua yog 340 m/s, qhov wavelength ntawm lub suab tsim los ntawm lub tuning fork yog dab tsi?
Kev Sib Tham:
Wavelength tuaj yeem suav los ntawm kev siv cov mis:
\[ \lambda = \frac{v}{f} \]
Qhov twg \(\lambda\) yog qhov wavelength, \(v\) yog qhov ceev ntawm lub suab, thiab \(f\) yog qhov zaus.
Sau cov nqi uas peb muaj:
\[ \lambda = \frac{340 \, \text{m/s}}{440 \, \text{Hz}} = 0.7727 \, \text{m} \]
Yog li, qhov wavelength ntawm lub suab tsim tawm yog 0.7727 meters.
Lo lus nug 2: Lub suab nrov thiab lub zog
Ob lub suab zoo sib xws tsim ob lub nthwv dej nrog qhov loj ntawm 2 units txhua lub. Yog tias ob lub nthwv dej no sib koom ua ke, qhov loj tshaj plaws uas tuaj yeem tsim tau yog dab tsi?
Kev Sib Tham:
Thaum ob nthwv dej uas muaj tib lub amplitude thiab tib theem raug muab ua ke, qhov siab tshaj plaws ntawm qhov amplitude yog qhov sib npaug ntawm lawv cov amplitudes. Yog li:
Qhov siab tshaj plaws = 2 + 2 = 4 units.
Lo lus nug 3: Doppler Effect
Lub tsheb thauj neeg mob khiav ceev 30 m/s los ze rau ib tug neeg taug kev uas nres tsis txav. Yog tias lub suab nrov ntawm nws lub tswb yog 700 Hz thiab lub suab nrov hauv huab cua yog 340 m/s, tus neeg taug kev hnov zaus twg?
Kev Sib Tham:
Siv cov mis Doppler effect rau qhov chaw uas los cuag tus mloog:
\[ f' = f \left( \frac{v + v_o}{v – v_s} \right) \]
Ntawm no, \(f' \) yog qhov zaus uas pom, \(v \) yog qhov ceev ntawm lub suab hauv huab cua, \(v_o \) yog qhov ceev ntawm tus mloog (0 m/s vim tias tus neeg taug kev nyob twj ywm), thiab \(v_s \) yog qhov ceev ntawm qhov chaw (lub tsheb thauj neeg mob).
\[ f' = 700 \, \text{Hz} \left( \frac{340 \, \text{m/s} + 0 \, \text{m/s}}{340 \, \text{m/s} – 30 \, \text{m/s}} \right) \]
\[ f' = 700 \, \text{Hz} \left( \frac{340}{310} \right) \]
\[ f' = 768.39 \, \text{Hz} \]
Yog li, qhov zaus uas tus neeg taug kev hnov yog li 768.39 Hz.
Lo lus nug 4: Resonance
Ib lub raj qhib resonance muaj qhov ntev li 0.85 meters. Yog tias qhov ceev ntawm lub suab hauv huab cua yog 340 m / s, qhov zaus tseem ceeb ntawm qhov resonance no yog dab tsi?
Kev Sib Tham:
Rau ib lub raj qhib, qhov zaus tseem ceeb tuaj yeem suav nrog siv cov mis:
\[ f = \frac{v}{2L} \]
Qhov twg \(L\) yog qhov ntev ntawm lub raj.
\[ f = \frac{340 \, \text{m/s}}{2 \times 0.85 \, \text{m}} \]
\[ f = 200 \, \text{Hz} \]
Yog li, qhov zaus tseem ceeb ntawm lub raj resonance yog 200 Hz.
Xaus
Kev nkag siab txog cov suab thiab cov xwm txheej cuam tshuam xws li zaus, qhov loj me, qhov ceev, thiab Doppler effect yog qhov tseem ceeb hauv lub cev ntawm lub suab. Cov teeb meem piv txwv saum toj no qhia txog yuav ua li cas siv cov tswv yim no hauv ntau qhov xwm txheej. Los ntawm kev kawm thiab xyaum cov teeb meem no, peb tuaj yeem ua rau peb nkag siab tob txog seb lub suab ua haujlwm li cas nyob ib puag ncig peb. Txuas ntxiv xyaum thiab tshawb nrhiav ntau yam peev txheej los txhawb koj txoj kev paub txog lub suab.
