Cường độ là gì?
1. Cường độ là gì?
Cường độ (hay còn gọi là độ lớn) là độ mạnh của lực tác dụng lên một vật nào đó.
Biến đổi cường độ của lực là biến đổi độ lớn của lực tác dụng lên vật. Chẳng hạn khi gảy đàn nhẹ, âm
thanh vang ra nhỏ hơn khi ta gảy đàn mạnh, do độ lớn của lực của tay ta tác dụng lên dây đàn đã thay đổi.
2. Các dạng cường độ trong vật lý
2.1. Cường độ dòng điện
Cường độ dòng điện là đại lượng vật lý đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện và số lượng điện tử đi
qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian nhất định, ký hiệu là I (current Intensity). Dòng điện càng
mạnh thì cường độ dòng điện càng lớn và ngược lại, dòng điện càng yếu thì cường độ dòng điện càng nhỏ.
Đơn vị đo cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe, ký hiệu là A. Đơn vị này xuất phát từ tên viết tắt của một
nhà vật lý và toán học người pháp André Marie Ampère (1775 -1836). Ông là một trong những nhà phát
minh ra điện từ trường và phát biểu nó thành định luật mang tên ông (định luật Ampere). Ngoài ra, người ta
còn sử dụng đơn vị mA (miliampe) để đo cường độ dòng điện (1A = 1000mA)
Công thức tính cường độ dòng điện: I (tb) = ΔQ / Δt Trong đó:
I (tb) là cường độ dòng điện trung bình, đơn vị là A (ampe)
ΔQ là điện lượng chuyển qua bề mặt được xét trong khoảng thời gian Δt, đơn vị là C (coulomb)
Δt là khoảng thời gian được xét, đơn vị là s (giây)
2.2. Cường độ điện trường
Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó,
đơn vị đo là Vôn trên mét (ký hiệu là V/m). Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác
dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớn của q.
2.3.Cường độ âm thanh
Cường độ âm thanh là lượng năng lượng được sóng âm truyền đi trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị
diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm. Đơn vị cường độ âm là oát trên mét vuông (ký hiệu: W/m²).
Hiểu đơn giản, cường độ âm thành chỉ sự lớn, nhỏ của một âm thanh.
Người ta định nghĩa mức cường độ âm L là lôga rít thập phân của tỉ số : L(B) = lg()
Đơn vị mức cường độ âm là Ben (ký hiệu: B). Trong thực tế người ta thường dùng đơn vị đêxiben (ký hiệu:
dB), bằng 1/10 ben. Số đo L bằng đêxiben lớn gấp 10 số đo bằng ben L(dB)= 10lg().
Dựa trên tính chất của hàm logarit, khi mức cường độ âm bằng 1,2,3,4 B ... có nghĩa là cường độ âm I lớn
gấp 10, 10^2, 10^3, 10^4... cường độ âm chuẩn - mức cường độ âm nhỏ nhất mà tai ta có thể phân biệt
được. Cường độ âm chuẩn = 10^-12 W/m^2.
Trong âm nhạc, có nhiều cách diễn tấu khác nhau để diễn tả sự mạnh nhẹ của một âm thanh, chẳng hạn
như Marcato: tấu mạnh và đầy, Staccato: tấu rời và nhẹ từng nốt hay Sostenuto: tấu mạnh rồi nhỏ lại và
nuơng nhẹ từng nốt nhạc.
3. Một số bài tập vận dụng
Bài tập 1: Một vật có khối lượng 60kg thì trọng lực tác động vào vật có cường độ là bao nhiêu? Hướng dẫn trả lời:
Coi gia tốc trọng lực là 10m/s^2. Cường độ của trọng lực tác dụng lên vật là: F = m.g = 60.10 = 600 (N)
Bài tập 2: Một vật có thể tích 0,03 mét khối biết khối lượng của vật là m = 78 kg
a. Tính trọng lượng của vật
b. Tính khối lượng riêng của chất làm vật
c. Tính trọng lượng riêng của chất làm vật
d. Muốn kéo vật lên theo phương thẳng đứng cần phải dùng lực có cường độ ít nhất là bao nhiêu? Hướng dẫn trả lời:
a) Trọng lượng của vật là : P = m.g = 10.78 = 780 (N)
b) Khối lượng riêng chất làm vật là : D = m / V = 78 / 0,03 = 2600 (kg/m^3)
c) Trọng lượng riêng chất làm vật là : d = 10.D = 10.2600 = 26000 (N/m^3)
d) Muốn kéo vật lên theo phương thẳng đứng cần dùng lực ít nhất bằng trọng lượng vật tức là bằng 780 N.
Bài tập 3: Một vật có trọng lượng P = 54 N và khối lượng D = 2700 kg/m^3
a. Tính khối lượng của vật.
b. Tính thể tích của vật. Nếu thể tích tăng lên thì khối lượng của vật như thế nào? Hướng dẫn trả lời:
a) Trọng lượng của vật là: P = 10.m = 54 N
=> Khối lượng vật là : m = P/10 = 54 / 10 = 5,4 kg = 5400 g
b) Khối lượng vật được tính theo công thức: m = D.V
=> Thể tích của vật là: V = m/D = 5,4 / 2700 = 2.10^(-3).m^3 = 2d.m^3 = 2l
Vì m, V là hai đại lượng tỉ lệ thuận nên nếu V tăng bao nhiêu lền thì m tăng bấy nhiêu lần.
Bài tập 4: Cường độ lực tác dụng lên vật nào dưới đây đã bị biến đổi?
A. Một chiếc xe đạp đang đi, bỗng bị hãm phanh, xe dừng lại.
B. Một chiếc xe máy đang chạy, bỗng được tăng ga, xe chạy nhanh lên.
C. Một con châu chấu đang đậu trên một chiếc lá lúa, bỗng đập càng nhảy và bay đi
D. Một máy bay đang bay thẳng với vận tốc 500km/h.
E. Một cái thùng đặt trên một toa tàu đang chạy chậm dần, rồi dừng lại. Hướng dận trả lời:
Chọn các đáp án A, B, C, E
Bài tập 5: Trong một chuyến bay, máy bay trải qua 3 giai đoạn:
- máy bay cất cánh bay lên cao
- khi lên độ cao ổn định, máy bay có vận tốc không đổi
- máy bay hạ độ cao đáp xuống sân bay.
Giả sử trọng lượng của máy bay không đổi, hãy chỉ ra sự thay đổi của lực nâng của không khí lên cánh máy
bay trong ba giai đoạn trên. Hướng dẫn trả lời:
Cường độ của lực nâng của không khí lên cánh máy bay giảm dần theo trình tự: lực lúc cất cánh > lực đang bay > lực lúc hạ cánh
Bài tập 6: Mức cường độ âm tương ứng đối với âm thanh có cường độ 10^(-10) W/m2 bằng bao nhiêu? Hướng dẫn trả lời:
Ta có: Mức cường độ âm L = lg() = lg10^(-10) / 10^(-12) = 2 (B)
Bài tập 7: Đối với đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc song song thì giữa cường độ dòng điện mạch chính
và các mạch rẽ có mỗi quan hệ nào dưới đây?
A. Cường độ dòng điện mạch chính nhỏ hơn tổng các cường độ dòng điện mạch rẽ.
B. Cường độ dòng điện mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện mạch rẽ.
C. Cường độ dòng điện mạch chính bằng các cường độ dòng điện qua mỗi mạch rẽ.
D. Cường độ dòng điện mạch chính lớn hơn tổng các cường độ dòng điện mạch rẽ. Hướng dẫn trả lời: Chọn đáp án B
Bài tập 8: Cường độ dòng điện là đại lượng biểu thị độ mạnh hay yếu của dòng điện. Vậy đơn vị của cường
độ dòng điện là gì? Dụng cụ đo cường độ dòng điện là gì?. Hướng dẫn trả lời:
Đơn vị của cường độ dòng điện là ampe.
Dụng cụ đo cường độ dòng điện là ampe kế.
Bài tập 9: Coi cường độ âm chuẩn gần như nha, hỏi tiếng la hét có mức cường độ âm 80 dB có cường độ
âm gấp bao nhiêu lần tiếng thì thầm có mức cường độ âm 20 dB?
A. Ba lần B. Sáu mươi lần C. Một triệu lần D. Một trăm lần Hướng dẫn trả lời:
Đáp án đúng là C. Một triệu lần.
Cường độ âm do tiếng la hét gây ra là:
L1 = 10 log() = 80 => = . 10^8
Cường độ âm do tiếng thì thầm gây ra là L2 = 10 log () = 20 ⇒ = . 10^2
Vậy ta có tỷ số = . 10^8 / . 10^2 = 10^6 => Chọn đáp án C.