Câu hỏi
Một vật chuyển động tròn đều xung quanh điểm O với đường kính 50cm được gắn một thiết bị thu âm. Hình chiều của vật này lên trục Ox đi qua tâm của đường tròn chuyển động với phương trình x = Acos(10t+φ). Một nguồn phát âm đẳng hướng đặt tại điểm H trên trục Ox và cách O một khoảng 400cm. Tại thời điểm t = 0 mức cường độ âm đo được có giá trị nhỏ nhất và bằng 50dB. Tại thời điểm mà hình chiếu của vật đạt tốc độ 1,25m/s lần thứ 2018 thì mức cường độ âm đo được có giá trị gần với giá trị nào nhất sau đây?
- A 52dB
- B 54dB
- C 55dB
- D 53dB
Phương pháp giải:
Hình chiếu của vật chuyển động tròn đều lên trục bán kính Ox là dao động điều hòa có biên độ là bán kính đường tròn.
Công thức tính cường độ âm do nguồn P gây ra tại điểm cách nó đoạn R : \(I=\frac{P}{4\pi {{R}^{2}}}\)
Mức cường độ âm : \(L=10\lg \frac{I}{{{I}_{0}}}(dB)\Rightarrow I={{10}^{-12}}{{.10}^{\frac{L}{10}}}\)
Lời giải chi tiết:
Hình chiếu của chuyển động của vật lên trục Ox là dao động điều hòa có biên độ A = 25cm, tốc độ góc ω = 10 rad/s
Thời điểm t = 0 mức cường độ âm đo được nhỏ nhất nên vật ở xa nguồn âm nhất --> vật ở biên âm. Khi đó :
I1 = 10-12.105 = \(\frac{P}{4\pi {{(4+0,25)}^{2}}}\) --> P = 5,34.10-6W
Trong một chu kỳ vật đi qua vị trí tốc độ 1,25m/s 4 lần
Vậy sau 504 chu kỳ vật đi qua vị trí tốc độ 1,25m/s 2016 lần và trở về biên âm
Vậy thời điểm vật đi qua vị trí có tốc độ 1,25m/s lần thwe 2018, vật ở vị trí ứng với góc –π/6 như hình vẽ. Thời điểm đó vật có li độ x = 12,5$\(sqrt{3}\) cm
Cường độ âm : I2 = \(\frac{P}{4\pi {{(4-0,125\sqrt{3})}^{2}}}\) =2,97.10-8W /m2
Mức cường độ âm đo được: L = \(L=10\lg \frac{{{I}_{2}}}{{{I}_{0}}}(dB)\)= 44,7dB
Chọn A