Vận Tốc Truyền âm Trong Không Khí ở Nhiệt độ 20 độ C Bằng Bao Nhiêu

Bài giảng: Bài 13: Môi trường truyền âm - Cô Phạm Thị Hằng (Giáo viên VietJack)

Nội dung chính Show

• I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
• 1. Môi trường truyền âm
• 2. Vận tốc truyền âm
• II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
• 1. Tính vận tốc, quãng đường và thời gian truyền âm
• 2. Xác định âm truyền trong môi trường nào
• CHỈ TỪ 250K 1 BỘ TÀI LIỆU GIÁO ÁN, ĐỀ THI, KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID
• Vận tốc của âm trong không khí là bao nhiêu?
• Vận tốc truyền âm là gì?
• Tốc độ âm thanh là bao nhiêu mạch?
• Âm thanh truyền trong không khí phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào?

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Môi trường truyền âm

    - Âm thanh có thể truyền qua môi trường chất rắn, chất lỏng và chất khí.

    - Các môi trường chất rắn, chất lỏng và chất khí được gọi là môi trường truyền âm.

    - Âm thanh không thể truyền qua được trong chân không.

    - Khi âm truyền trong môi trường thì âm bị hấp thụ dần nên càng xa nguồn âm thì âm càng nhỏ dần rồi tắt hẳn.

    Lưu ý: Muốn âm truyền từ nguồn âm đến tai phải có môi trường truyền âm như chất rắn, chất lỏng và chất khí.

2. Vận tốc truyền âm

    - Trong các môi trường khác nhau thì vận tốc truyền âm là khác nhau và phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

    - Vận tốc truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí.

    - Ở 200C, vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s; trong nước là 1500 m/s; trong thép là 6100 m/s.

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Tính vận tốc, quãng đường và thời gian truyền âm

    Dựa vào công thức tính vận tốc truyền âm trong các môi trường:

    Trong đó: v là vận tốc truyền âm (m/s)

    s là quãng đường truyền âm (m)

    t là thời gian truyền âm (s)

2. Xác định âm truyền trong môi trường nào

    Để xác định âm truyền trong môi trường nào ta thực hiện như sau:

    - Tính vận tốc truyền âm.

    - Dựa vào vận tốc truyền âm trong các môi trường:

    vkhông khí = 340 m/s; vnước = 1500 m/s; vthép = 6100 m/s...

    Từ đó suy ra được âm truyền trong môi trường nào.

Xem thêm các bài Lý thuyết và Bài tập trắc nghiệm Vật Lí lớp 7 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

Đã có lời giải bài tập lớp 7 sách mới:

CHỈ TỪ 250K 1 BỘ TÀI LIỆU GIÁO ÁN, ĐỀ THI, KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Bộ giáo án, đề thi, bài giảng powerpoint, khóa học dành cho các thầy cô và học sinh lớp 7, đẩy đủ các bộ sách cánh diều, kết nối tri thức, chân trời sáng tạo tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k9: fb.com/groups/hoctap2k9/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Loạt bài Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 7 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 7.

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.

Ta mở rộng suy luận của phần trước để đánh giá tốc độ lan truyền của sóng âm trong chất khí. Trên hình 17.5a, ta khảo sát khối khí hình trụ nằm giữa piston và đường gạch đứt. Khối khí này nằm yên cân bằng nhờ sự tác dụng của hai lực có cùng độ lớn: áp lực từ piston từ phía bên trái và áp lực khí bên phải tạo ra. Mỗi lực này có độ lớn bằng \(PA\), trong đó \(P\) là áp suất của khí, còn \(A\) là tiết diện ngang của ống.

Hình 17.5b mô tả hệ sau khoảng thời gian \(\Delta t\), theo đó piston di chuyển sang phải với vận tốc không đổi \(v_x\) nhờ lực đẩy piston từ phía bên trái đã tăng lên thành \((P+\Delta P)A\). Lúc này mọi phần tử khí trong vùng khảo sát đều chuyển động sang trái với vận tốc \(v_x\).

Ta cố tình chọn độ dài của vùng khí khảo sát bằng \(v\Delta t\), với \(v\) là vận tốc truyền âm. Sau thời gian \(\Delta t\), khí nằm bên phải nét gạch đứt vẫn đứng yên, chưa bị ảnh hưởng bởi sóng âm còn chưa vươn đến.

Phần khí khảo sát được mô tả như một hệ cô lập. Lực từ piston tạo ra một biến thiên về động lượng. Tổng hợp lực này bằng \(F=A\Delta P\) và sinh ra xung lực:

\[\vec{I}=\sum{\vec{F}\Delta t}=(A\Delta P\Delta t)\vec{i}.\]

Độ biến thiên áp suất liên quan đến độ biến thiên thể tích và modul khối:

\[\Delta P=-B\frac{\Delta V}{V}=-B\frac{-v_xA\Delta t}{vA\Delta t}=B\frac{v_x}{v}.\]

Từ đây xung lực bằng:

\begin{equation}\vec{I}=\left(AB\frac{v_x}{v}\Delta t\right)\vec{i}.\label{eq:17.6}\end{equation}

Độ biến thiên động lượng của khối khí khảo sát:

\begin{equation}\Delta\vec{p}=m\Delta\vec{v}=\rho V(v_x\vec{i}-0)=(\rho vv_xA\Delta t)\vec{i}.\label{eq:17.7}\end{equation}

Theo định luật Newton thứ hai viết dưới dạng xung lực:

\[\Delta\vec{p}=\vec{F}\Delta t.\]

Thế \(\Delta\vec{p}\) và \(\vec{F}\) vào thu được:

\[\rho vv_xA\Delta t=AB\frac{v_x}{v}\Delta t.\]

Sau khi giản ước, ta có được biểu thức của vận tốc truyền âm:

\begin{equation}v=\sqrt\frac{B}{\rho}.\label{eq:17.8}\end{equation}

Sẽ rất thú vị khi ta so sánh biểu thức này với vận tốc truyền sóng trên sợi dây: \(v=\sqrt{\dfrac{T}{\mu}}\) (Chương 16). Trong cả hai trường hợp, vận tốc lan truyền sóng phụ thuộc vào tính đàn hồi của môi trường (modul khối \(B\) hoặc lực căng dây \(T\)), cũng như phụ thuộc vào quán tính của vật chất môi trường (khối lượng riêng \(\rho\) hoặc khối lượng trên một đơn vị độ dài dây \(\mu\)). Vận tốc lan truyền của tất cả các sóng cơ học đều có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát:

\[v=\sqrt\frac{\text{elastic property}}{\text{inertial property}}.\]

Trong trường hợp sóng dọc lan truyền trong chất rắn, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào suất Young và khối lượng riêng của môi trường. Bảng 17.1 đưa ra một vài giá trị của vận tốc truyền âm trong những môi trường khác nhau.

Thực tế cho thấy vận tốc truyền âm còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường, bởi nhiệt độ ảnh hưởng đến tính đàn hồi và mật độ vật chất. Với trường hợp không khí, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ theo công thức:

\begin{equation}v=331\sqrt{1+\frac{T_C}{273}}.\label{eq:17.9}\end{equation}

trong đó 331 m/s là vận tốc truyền âm trong không khí ở \(0^\circ\)C, còn \(T_C\) là nhiệt độ không khí ở thang đo Celsius. Dùng công thức trên có thể tính ra được vận tốc truyền âm trong không khí ở \(20^\circ\)C xấp xỉ 343 m/s.

Con số trên cho ra một phương pháp thuận tiện giúp ước lượng khoảng cách đến một cơn giông. Đầu tiên đếm số giây kể từ khi có tia chớp đến khi nghe được tiếng sấm. Sau đó lấy con số này chia cho 3, sẽ ra được giá trị khoảng cách tính theo km, bởi \(343 \mathrm{m/s}\approx\frac{1}{3} \mathrm{km}\).

Nhìn vào biểu thức \(\eqref{eq:17.8}\), ta có thể viết lại mối liên hệ (17.4) giữa độ chuyển dời và biến thiên áp suất:

Vận tốc của âm trong không khí là bao nhiêu?

Tại không khí ở điều kiện thường, tốc độ lớn hơn 343 m/s hay 1235 km/h là tốc độ siêu thanh. Tốc độ lớn hơn Mach 5 gọi là cực siêu thanh hay là 343m/s x 5 lần.

Vận tốc truyền âm là gì?

Tốc độ âm thanh trong các môi trường âm được xếp loại từ lớn đến bé. Ở 200C, vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s; trong nước là 1500 m/s; trong thép là 6100 m/s. Tốc độ truyền âm trong môi trường chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí.

Tốc độ âm thanh là bao nhiêu mạch?

Một chiếc máy bay bay với số Mach 0,85 trong điều kiện này sẽ có một vận tốc là 254,83 m/s = 917,39 km/h. ... Trong hàng không..

Âm thanh truyền trong không khí phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào?

Trong không khí, ở 0 ° C, âm thanh truyền đi với tốc độ 331 m / s (cứ tăng nhiệt độ lên độ C thì tốc độ âm thanh tăng thêm 0,6 m / s). Trong nước (ở 25 ° C), tốc độ là 1593 m / s.