10 Bài tập Cường độ sóng và năng lượng sóng (có lời giải)

34 người thi tuần này 4.6 282 lượt thi 10 câu hỏi 45 phút

Câu 1

Một còi báo động có kích thước nhỏ phát sóng âm trong môi trường đồng chất, đẳng hướng. Ở vị trí cách còi một đoạn 15 m, cường độ sóng âm là 0,25 W/m². Xem gần đúng sóng âm không bị môi trường hấp thụ. Ở khoảng cách nào từ vị trí của còi thì sóng âm có cường độ bằng 0,010 W/m²?

Xem đáp án

Lời giải

Vì nguồn âm được xem như một điểm nên cường sộ sóng âm trên một mặt cầu có diện tích S = 4πr² (hình 6.5) là như nhau, r là bán kính mặt cầu (khoảng cách từ điểm đang xét đến còi).

Tại vị trí r₁ = 15 m và r₂, ta có I₁ = $\frac{P}{4 {πr}_{1}^{2}}$ và I₂ = $\frac{P}{4 {πr}_{2}^{2}}$

=> $\frac{I_{1}}{I_{2}}$ = $\frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}; r_{2} = r_{1} . \sqrt{\frac{I_{1}}{I_{2}}} = 15 \sqrt{\frac{0, 25}{0, 010}} = 75 m$

Vậy ở khoảng cách 75m tính từ vị trí của còi thì sóng âm có cường độ bằng 0,010 W/m².

Câu 2

Biết cường độ ánh sáng của Mặt Trời đo được tại Trái Đất là 1,37.10³ W/m² và khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất là 1,50.10¹¹ m. Hãy tính công suất bức xạ sóng ánh sáng của Mặt Trời.

Xem đáp án

Lời giải

Công suất bức xạ sóng ánh sáng của Mặt Trời:

P = I.S = I.4πr² = 1,37.103.4π.(1,5.1011)² = 3,87.1026W

Câu 3

a, Một cái loa có công suất 1W khi mở hết công suất. Cường độ âm tại điểm cách cái loa 4m là?

b, Một chiếc loa phát ra âm thanh đẳng hướng trong không gian. Biết cường độ âm tại điểm cách loa 5m là 10^-5W/m². Tìm công suất của loa?

Xem đáp án

Lời giải

a, Cường độ âm là: I = $\frac{P}{S} = \frac{P}{4 π r^{2}} = \frac{1}{4 π {.4}^{2}} = {5.10}^{- 3}$ (W/m²)

b, Công suất của loa là: $P$ = I.S = I.4πr2 = 10-5.4π.52 = π (W)

Câu 4

Một còi báo động phát sóng âm trong một môi trường đẳng hướng. Tại vị trí cách còi một khoảng 75,0m cường độ âm đo được bằng 0,010 W/m². Ở khoảng cách 15,0m cường độ âm bằng bao nhiêu

Xem đáp án

Lời giải

Ta có $\frac{I_{1}}{I_{2}}$ = $\frac{P}{4 π r_{1}^{2}} . \frac{4 π r_{2}^{2}}{P} = \frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$

=> I₂ = I₁. $\frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$ = 0,010 .( $\frac{75, 0}{15, 0})^{2}$ = 0,25 W/m²

Câu 5

Xét tại vị trí M cách nguồn âm điểm (nguồn phát sóng âm trong môi trường đồng chất, đẳng hướng) một khoảng 200m, cường độ âm đo được bằng 6,0.10^-5 W/m².

a. Tính công suất của nguồn âm này.

b. Cho biết công suất được thu nhận ở bề mặt một micro đặt tại vị trí M là 4,5.10^-9 W. Tính diện tích bề mặt của micro này.

Xem đáp án

Lời giải

a. Ta có = 4πr²= 6,00. 10^-5. 4π. (200)² ≈ 30,2 W

b. Diện tích bề mặt của micro: S = $\frac{P}{I} = \frac{4, {5.10}^{- 9}}{6, {00.10}^{- 3}} = 0, 75$ cm²

Câu 6