Biên độ dao động là gì? Âm phát ra nhỏ hơn khi nào? Âm phát ra to hơn khi nào?
1. Biên độ dao động là gì?
1.1. Biên độ là gì?
Biên độ là giới hạn dao động mà theo đó giới hạn giao động quy định trong một khoảng thời gian được xác
định trong khoảng giới hạn đã nói trên.
1.2. Dao động là gì?
Dao động là sự lặp đi lặp lại nhiều lần một trạng thái của một vật nào đó. Trong cơ học, dao động là sự
chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng. Dao động cơ học là
một biến thiên liên tục giữa động năng và thế năng.
Một dao động được nghiên cứu nhiều trong cơ học là dao động tuần hoàn, tức là dao động lặp đi lặp lại như
cũ quanh vị trí cân bằng sau khoảng thời gian bằng nhau. Khoảng thời gian ngắn nhất mà vật lặp lại vị trí cũ
được gọi là chu kì của dao động. Mọi dao động tuần hoàn đều có thể được biểu diễn thành chuỗi Fourier
của các dao động điều hòa có tần số cơ bản khác nhau.
1.3. Biên độ dao động là gì?
Dao động có thể xem là sự di chuyển qua lại quanh một vị trí gọi là vị trí cân bằng. Độ dịch chuyển xa nhất
so với vị trí cân bằng được gọi là biên độ dao dộng.
2. Các loại dao động Dao động tắt
Dao động cưỡng bức Dao động duy trì dần Cộng hưởng Là dao động có
Là dao động được duy trì bằng
Là dao động chịu tác dụng của một
biên độ dao động cách giữ cho biên độ bằng cách giữ ngoại lực cưỡng bức có biên độ Khái niệm
giảm dần theo thời cho biên độ không đổi mà làm thay không đổi và có tần số bằng tần số gian.
đổi chu kì dao động riêng. của lực cưỡng bức. Lực tác dụng
Do sự tác dụng của ngoại lực tuần Do tác dụng của hoàn lực cản ( do lực ma sát )
-Phụ thuộc biên độ của ngoại lực và hiệu số Giảm dần theo Biên độ A
Phụ thuộc điều kiện ban đầu thời gian
-Khi tần số của lực cưỡng bức
càng gần tần số riêng thì biên độ
dao động cưỡng bức càng lớn. Chu kì T ( Không có chu kì
Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của hệ, Bằng với chu kì ( hoặc tần số ) của
hoặc tần số f hoặc tần số đó
không phụ thuộc các yếu tố bên
ngoại lực tác dụng lên hệ ) không tuần hoàn ngoài Hiện tượng Sẽ không dao
Sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng đặc biệt động khi ma sát
( biên độ A đạt giá trị cực đại ) khi trong dao quá lớn tần số ( cb ) = fo động
- Chế tạo khung xe, bệ máy phải
Chế tạo lò xo giảm Chế tạo đồng hồ quả lắc. Đo gia tốc có tần sô khác xa tần số của máy Ứng dụng xóc trong oto, xe
trọng trường của trái đất. gắn vào nó. máy
- Chế tạo các loại nhạc cụ.
3. Độ to của âm phụ thuộc vào dao động như thế nào
Biên độ dao động càng lớn, âm phát ra to
Biên độ dao động thấp, âm phát ra nhỏ
Người ta có thể dùng máy để đo độ to của âm
Âm thanh mà tai ta chúng ta có thể nghe được chỉ nằm trong khoảng nhất đinhk chứ khôn phải bất kỳ mức
âm thanh nào con người cũng có thể nghe đươc. Mức phù hợp đó là 70 dB. Kho độ to của âm càng lớn (
không được quá 70 dB ) thì ta có thể nghe âm càng ro
Nếu độ to của âm quá 70 dB và diễn ra trong thời gian dài thì ta nghe không còn rõ và dex chịu nữa. Độ to
của âm ở mức 70 dB được gọi là giới hạn về ô nhiễm tiếng ồn.
Khi độ to của âm bằng hoặc lớn hơn 130 dB, mức âm thanh náy sẽ làm tai chúng ta có cảm giác nhức nhối,
khó chịu và có thể dẫn đến tình trạng điếc tai. Độ to của âm ở mức 130 dB này được gọi là ngưỡng đau có thể làm điếc tai.
Để nhận biết được độ to nhỏ của những âm thanh khác nhau, những nhà nghiên cứu đã đưa ra một bảng
âm thanh thông dụng được phát ta từ những vật, hoạt động thương ngày của con người . Nhờ vậy giúp ta
phân biệt được âm thanh phát ra từ đó có mức độ là bao nhiêu.
* Bàng độ to của một số âm Nguồn âm Độ to
Thả một chiếc lá rơi, âm thanh khi lá chạm đất 10 dB Tiếng nói thì thầm 20 dB
Tiếng nói chuyện bình thường 40 dB Tiếng nhạc to 60 dB
Tiếng ồn rất to ở ngoài phố 80 dB
Tiếng ồn của máy móc nặng trong công xưởng 100 dB Tiếng sét 120 dB
Ngưỡng đau ( làm đau nhức tai ) 130 dB
( Tiếng động cơ phản lực ở cách 4m )
Loa là một thiết bị dùng để làm tăng độ to của âm thanh.
Cấu tạo chính của loa là một màng dao động, tín hiệu được đưa vào hai dây điện của loa. Biên độ dao động
của màng loa càng lớn, âm phát ra càng to.
4. Một số câu hỏi thú vị
4.1. Tại sao thùng rỗng lại kêu to?
Khi gõ vào thúng, không khí trong thùng bắt đầu dao động ( va chạm qua lại tronh thùng ), tùy vào độ
gõ mà thúng kêu lớn hay nhỏ mà không khí trong thùng có tần số dao động lớn hơn.
Thúng rỗng ( thùng không có vật ở bên trong ) thì không khí trong thùng được dao động nhanh hơn vì
không có vật cản vậy nên biên độ dao động to hơn.
4.2. Khi rót nước vào trong cốc và đổ nước vào ngày càng to đồng thời dùng thìa để
gõ khi đó âm thanh phát ra sẽ như thế nào?
Cốc và nước trong cốc sẽ dao động và phát ra âm thanh. Cốc có nhiều nước nhất phát ra âm trầm nhất.
Cốc có ít nước nhất phát ra âm bổng nhất. VÌ khi ta làm thế cột không khí dao động và phát ra âm thanh .
Cốc có cột khống khí dài nhất phát ra âm thanh trầm nhất.
5. Phương pháp giải bài tập về độ to của âm
5.1. Dạng 1: Xác định biên độ dao động
Để xác định biên độ dao động cần dựa vào định nghiac của biên độ dao động
Chú ý: Biên độ dao động không phải là khoảng cách lớn nhất của vật so với vị trí đứng yên cân bằng mà là
độ lệch lớn nhất của vật so với vị trí đứng yên cân bằng ban đầu.
Ở dạng này, các bài tập thường sẽ liên quan đến con lắc nên cần quan sát vị trí và tìm ra được biên độ dao
động của vật. Biên độ dao động lớn nhất chính là khoảng cách từ con lắc đến vị trí cân bằng xa nhất.
5.2. Dạng 2: Giải thích một số hiện tượng trong đời sống thực tế
Ở dạng này, cần phải dựa vào đặc điêm
- Âm phát ra càng to khi biên độ dao động của vật càng lớn
- Âm phát ra càng nhỏ khi biên độ dao động của vật càng nhỏ.
5.3. Dạng 3: Xác định âm thanh
Dựa vào giới hạn về ô nhiễm tiếng ồn 70 dB và ngưỡng đau tai 130 dB từ đó xác định đâu là âm thanh có
thể nghe được bình thường, đâu là âm thanh không thể nghe được.
6. Bài tập độ to của âm
Câu 1: Âm do một vật phát ra càng nhỏ khi:
A. vật dao động càng chậm
B. biê độ dao động càng nhỏ
C. tần số dao động càng nhỏ
D. vật dao động càng nhỏ
Câu 2: Độ lệch lớn nhất của vật dao động so với vị trí cân bằng của nó được gọi là: A. chu kỳ dao động B. tần số dao động C. biên độ dao động D. tốc độ dao động
Câu 3: Khi truyền đi cã, đại lượng nào sau đây của âm đã thay đổi?
A. biên độ và tần số dao động của âm
B. tần số dao động của âm C. vận tốc truyền âm
D. biên độ dao động của âm
Câu 4: Biên độ dao động của âm càng lớn khi
A. vật dao động với tần số càng lớn
B.vật dao động càng chậm
C. vật dao động càng nhanh
D. vật dao động càng chậm
Câu 5: Vật phát ra âm thanh to khi nào?
A. khi vật dao động nhanh hơn
B. khi vật dao động mạnh hơn
C. khi tần số dao động lớn hơn
D. cả ba trường hợp trên đều đúng
Câu 6: Biên độ dao động là gì?
A. là số dao động trong một giây
B. là độ lệch của vật trong một giây
C. là khoảng cách lớn nhất giữa hai vị trí mà vật dao động thực hiện được
D. là độ lệch lớn nhất so với vị trí cân bằng khi vật dao động
Câu 7: Độ to của âm phụ thuộc vào yếu tố nào? A. tốc độ dao động B. biên độ dao động C. tốc độ dao động D. thời gia giao động
Câu 8: Chọn câu trả lời đúng:" Tại saoo khi nói chuyện trong phòng kín ta thường nghe to hơn tron phòng không kín?"
A. vì phòng kín nên âm không lọt ra ngoài được do đó ta nghe rõ hơn
B. vì phòng hở luôn luôn có sự đối lưu của không khí do đó không khí sẽ mang âm đi xa giảm độ to của âm
vì vậy mà tai to không nghe được rõ
C. vì phòng kín thường xuyên yên tĩnh hơn do đó tai ta nghe rõ hơn
D. Cả ba câu trên đều đúng
Câu 9: Chọn câu trả lời đúng:" Tại sao khi đứng tại sân ga ta nghe tiếng âm thanh còi rời ga phát ra
nhỏ dẫn, còn khi tàu đến ga thì âm thanh lớn dần ?"
A. Vì đó là dấu hiệu để phân biệt tàu đến và tàu đi
B. vì tàu đến là khoảng cách giữa ga tàu và tãu mỗi lúc một gần do đó mà ta nghe to hơn còn khi tàu đi
khoảng cách mỗi lúc mỗi xa nên t nghe nhỏ hơn
C. cả hai câu trên đều sai
D. cả hai câu trên đều đúng
Câu 10: Ngưỡng âu ( làm đau nhức tai ) của con người vào khoảng: A. 130 dB B. 120 dB C. 140 dB D. 150 dB