การสั่นพ้องของคลื่นเสียง – ปัญหาและแนวทางแก้ไข

1. หลังจากส้อมเสียง A สั่นแล้ว ส้อมเสียง B ก็จะสั่นตาม ส้อมเสียง B สั่นเพราะว่า…..

ก. ส้อมเสียง A มีแอมพลิจูดเท่ากับส้อมเสียง B

B. ส้อมเสียงทั้งสองอันใช้กล่องเสียงสะท้อนแบบเดียวกัน

ค. ส้อมเสียง B มีความถี่เดียวกับส้อมเสียง A

ง. คุณภาพเสียงที่เกิดจากส้อมเสียงทั้งสองอันนั้นเหมือนกัน

Solution

หลังจากที่ส้อมเสียงสั่นแล้ว มันจะส่งแรงสั่นสะเทือนไปยังอากาศโดยรอบ ทำให้อากาศรอบข้างสั่นตามไปด้วย ความถี่นอกจากนี้ อากาศยังทำให้ส้อมเสียง B สั่น ส้อมเสียง B ก็สั่นด้วยความถี่ธรรมชาติเช่นกัน แต่แอมพลิจูดของการสั่นนั้นน้อยมาก และมองไม่เห็นการสั่นนั้น เนื่องจากความถี่ธรรมชาติของส้อมเสียง B เท่ากับความถี่ของการสั่นของอากาศ

และเมื่อความถี่ของส้อมเสียง A สูงขึ้น โมเลกุลของอากาศจะขยายแอมพลิจูดของส้อมเสียง B ส้อมเสียง B จึงดูเหมือนสั่นเพราะแอมพลิจูดของการสั่นนั้นมองเห็นได้

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

2 เสียงสะท้อน หลอดแก้วส่งเสียงดังครั้งแรกเมื่อความยาวของคอลัมน์อากาศเท่ากับ 17 ซม. และส่งเสียงดังอีกครั้งเมื่อความยาวของคอลัมน์อากาศเท่ากับ 51 ซม. ความถี่ของส้อมเสียงที่ใช้คือ 500 เฮิรตซ์ จงหาความเร็วของอากาศในหลอดแก้ว

ก. 138 ม./วินาที

B. 230 ม./วินาที

C. 340 ม./วินาที

ง. 461 ม./วินาที

วิธีการแก้ปัญหา:

รูปทรงของท่อเรโซแนนซ์คือปลายด้านหนึ่งเปิดและปลายอีกด้านหนึ่งปิด ดังนั้นระยะห่างระหว่างจุดบัพและจุดปฏิบัพจะเท่ากับความยาวขั้นต่ำของท่อ = ¼ λ = λ / 4

สมการความยาวของท่อ:

ระยะห่างระหว่างจุดบัพและจุดปฏิบัพของท่อสั่นพ้องที่มีปลายด้านหนึ่งเปิดและปลายอีกด้านหนึ่งปิด สำเร็จเมื่อ n is เลขคี่

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

3. การเกิดเรโซแนนซ์ครั้งแรกในท่อเรโซแนนซ์เกิดขึ้นเมื่อความยาวของคอลัมน์อากาศเท่ากับ 20 ซม. การเกิดเรโซแนนซ์ครั้งที่สองและครั้งที่สามเกิดขึ้นเมื่อความยาวของคอลัมน์อากาศเท่ากับ…

ก. 40 ซม. และ 60 ซม.

ข. 30 ซม. และ 40 ซม.

ค. 60 ซม. และ 100 ซม.

ง. 100 ซม. และ 200 ซม.

เป็นที่รู้จัก :

ความยาวของคอลัมน์อากาศ ถ้า n₁ = 1 (ล₁) = 0.2 ม.

เป็นที่ต้องการ : ความยาวของคอลัมน์อากาศ ถ้า n₂ = 3 และ n₃ = 5

วิธีการแก้ปัญหา:

สมการความยาวของท่อ (สมการความยาวของคอลัมน์อากาศ):

ใช้สมการนี้ในการคำนวณ ความยาวคลื่น โดยใช้ข้อมูลข้างต้น:

ความยาวของคอลัมน์อากาศเมื่อ n₂ = 3 :

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.