مرداد ۱۴۰۳

امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی

سوالات و پاسخ‌های تشریحی امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی
همراه با بارم‌بندی و نکات کلیدی

۲۰ بارم کل۱۸ تعداد سوال۱۲۰ دقیقه زماندانلود PDF

سوال ۱۳ — سؤال ۱۳ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — مرداد ۱۴۰۳

۱ بارم

شدت یک صوت 10−8 W/m210^{-8}\ \mathrm{W/m^2} است. اگر تراز شدت این صوت 20 dB20\ \mathrm{dB} کاهش یابد، شدت آن چند وات بر مترمربع می‌شود؟

دیدن پاسخپاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!
پاسخ تشریحیبستن پاسخ

Δβ=10log⁡I2I1⇒−20=10log⁡I2I1⇒I2I1=10−2\Delta\beta = 10\log\dfrac{I_2}{I_1} \Rightarrow -20 = 10\log\dfrac{I_2}{I_1} \Rightarrow \dfrac{I_2}{I_1} = 10^{-2}

I210−8=10−2⇒I2=10−10 W/m2\dfrac{I_2}{10^{-8}} = 10^{-2} \Rightarrow I_2 = 10^{-10}\ \mathrm{W/m^2}

راه‌حل قدم‌به‌قدم

تراز شدت صوت از رابطهٔ β=10log⁡II0\beta = 10\log\dfrac{I}{I_0} به دست می‌آید. اگر تراز دو صوت را از هم کم کنیم، I0I_0 حذف می‌شود:

Δβ=β2−β1=10log⁡I2I1\Delta\beta = \beta_2 - \beta_1 = 10\log\frac{I_2}{I_1}

تراز شدت 20 dB20\ \mathrm{dB} کاهش یافته است، پس Δβ=−20 dB\Delta\beta = -20\ \mathrm{dB}:

−20=10log⁡I2I1⇒log⁡I2I1=−2⇒I2I1=10−2-20 = 10\log\frac{I_2}{I_1} \Rightarrow \log\frac{I_2}{I_1} = -2 \Rightarrow \frac{I_2}{I_1} = 10^{-2}

با I1=10−8 W/m2I_1 = 10^{-8}\ \mathrm{W/m^2}:

I2=10−2×10−8=10−10 W/m2I_2 = 10^{-2} \times 10^{-8} = 10^{-10}\ \mathrm{W/m^2}

یعنی هر 10 dB10\ \mathrm{dB} کاهش تراز، شدت را 1010 برابر کم می‌کند؛ 20 dB20\ \mathrm{dB} کاهش، شدت را 100100 برابر کم کرده است.

این پاسخ مفید بود؟