مرداد ۱۴۰۵

امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی

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

۲۰ بارم کل۲۱ تعداد سوال۱۲۰ دقیقه زماندانلود PDF

سوال ۱۶ — سؤال ۱۶ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — مرداد ۱۴۰۵

۱ بارم

شنونده‌ای از فاصلهٔ ۳۰۰ متری یک چشمهٔ صوت، به فاصلهٔ ۳۰ متری آن می‌رود. تراز شدت صوتی که می‌شنود، چند دسی‌بل افزایش می‌یابد؟

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

I2I1=(r1r2)2=(30030)2=100\dfrac{I_2}{I_1} = \left(\dfrac{r_1}{r_2}\right)^2 = \left(\dfrac{300}{30}\right)^2 = 100 ، Δβ=10log⁡I2I1=10log⁡102=20 dB\Delta\beta = 10\log\dfrac{I_2}{I_1} = 10\log 10^2 = 20\ \mathrm{dB}

راه‌حل قدم‌به‌قدم

صوت چشمه در همهٔ جهت‌ها پخش می‌شود و توانش روی سطح کره‌ای به شعاع rr پخش می‌شود:

I=P4πr2I = \frac{P}{4\pi r^2}

پس شدت صوت با مربع فاصله نسبت وارون دارد. نسبت شدت در فاصلهٔ جدید (r2=30 mr_2 = 30\ \mathrm{m}) به شدت در فاصلهٔ اول (r1=300 mr_1 = 300\ \mathrm{m}):

I2I1=(r1r2)2=(30030)2=102=100\frac{I_2}{I_1} = \left(\frac{r_1}{r_2}\right)^2 = \left(\frac{300}{30}\right)^2 = 10^2 = 100

تغییر تراز شدت صوت:

Δβ=β2−β1=10log⁡I2I1=10log⁡102=10×2=20 dB\Delta\beta = \beta_2 - \beta_1 = 10\log\frac{I_2}{I_1} = 10\log 10^2 = 10\times 2 = 20\ \mathrm{dB}

پس تراز شدت صوتی که شنونده می‌شنود، ۲۰ دسی‌بل افزایش می‌یابد.

در راهنمای تصحیح آمده است که اگر پاسخ مستقیماً با رابطهٔ Δβ=20log⁡r1r2\Delta\beta = 20\log\frac{r_1}{r_2} (بدون نوشتن گام‌های بالا) نوشته شود، ۰٫۲۵ نمره کم می‌شود؛ پس بهتر است رابطهٔ شدت و فاصله را هم بنویسید.

این پاسخ مفید بود؟