We’ve updated our privacy policy so that we are compliant with changing global privacy regulations and to provide you with insight into the limited ways in which we use your data.
You can read the details below. By accepting, you agree to the updated privacy policy.
Thank you!
View updated privacy policy
We've encountered a problem, please try again.
You're Reading a Free Preview
Pages 7 to 15 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 19 to 23 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 33 to 42 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 48 to 59 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 63 to 68 are not shown in this preview.
You're
Reading a Free Preview
Page 75 is not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 79 to 96 are not shown in this preview.
You're Reading a Free Preview
Pages 100 to 102 are not shown in this preview.
ฟิสิกส์-เสียง เฉลยแบบฝึกหัดของ สสวท. หมวดคำถาม
1. คนที่มีบ้านพักริมทางรถไฟมักตรวจสอบว่าจะมีขบวนระไฟผ่านหรือไม่ โดยใช้หูแนบกับรางรถไฟ เพราะเหตุใดจึงทำเช่นนั้น
ตอบ
เนื่องจากเสียงเดินทางในของแข็ง (รางเหล็ก) ได้ดีกว่าในอากาศ ถ้ามีรถไฟแล่นมา เราจะได้ยินเสียงรถไฟเร็วกว่าปกติ
**********************************************
2.
ในเวลากลางคืน อากาศบริเวณพื้นดินเย็นกว่าอากาศบริเวณที่อยู่สูงขึ้นไป ถ้านักเรียนเป่าขลุ่ย เสียงขลุ่ยจะมีการหักเหอย่างไร จงอธิบายและวาดภาพประกอบ
ตอบ
คลื่นเสียงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านจากอุณหภูมิต่ำไปยังอุณหภูมิสูง จะหักเหออกจากเส้นปกติไปเรื่อย ๆ จนถึงตำแหน่งเกิดมุมวิกฤต แล้วคลื่นเสียงจึงจะสะท้อนกลับลงมา คลื่นเสียงจะเคลื่อนที่จากอุณหภูมิสูงมายังอุณหภูมิต่ำจะหักเหเข้าหาเส้นปกติ ดังรูป
**********************************************
3. ระดับความเข้มเสียงมากที่สุดกี่เดซิเบลที่มนุษย์ไม่ควรฟังติดต่อกันเกิด 8 ชั่วโมงตามกฎหมายแรงงาน
ตอบ
ดูข้อมูลจากตาราง
ระดับความเข้มเสียงคือ 80 เดซิเบล
**********************************************
4. เล่นไวโอลินและกีตาร์ด้วยเสียง D ความถี่ 440 เฮิรตซ์ แต่เสียงที่ออกมาจากเครื่องดนตรีทั้งสองมีคุณภาพเสียงต่างกัน เป็นเพราะเหตุใด
ตอบ
1. จำนวน Harmonic ของเสียงไม่เท่ากัน
2. ความเข้มเสียงไม่เท่ากัน
ทำให้เกิดคลื่นรวมที่มีลักษณะแตกต่างกัน หรือคุณภาพเสียงแตกต่างกัน
**********************************************
5. ความถี่ต่ำสุดที่เกิดจากเครื่องดนตรีชนิดหนึ่งเรียกว่าอะไร
ตอบ
ความถี่มูลฐาน (fundamental frequency)
**********************************************
6. ในบางครั้งเราอาจเรียกสุนัขด้วยการเป่านกหวีดชนิดที่คนไม่ได้ยินเสียง นกหวีดชนิดนี้ ควรให้เสียงความถี่เป็นอย่างไร
ตอบ
เนื่องจากสุนัขได้ยินเสียงในช่วงความถี่ 15-50,000 Hz คนได้ยินเสียงในช่วงความถี่ 20-20,000 Hz ดังนั้น นกหวีตที่ใช้เรียกสุนัข แต่ไม่ให้คนได้ยินต้องอยู่ในช่วงความถี่ 20,000-50,000 Hz
**********************************************
7.
เพราะเหตุใดเครื่องดนตรีที่มีขนาดใหญ่ จึงให้ระดับเสียงต่ำกว่าเครื่องดนตรีประเภทเดียวกันที่ขนาดเล็กกว่า เช่น กลองใบใหญ่กับกลองใบเล็ก เป็นต้น
ตอบ
วัตถุที่มีมวลมาก ทำให้เกิดการสั่นได้ยากและช้า ความถี่ธรรมชาติจึงต่ำกว่าวัตถุที่มีขนาดเล็ก ดังนั้น กลองใบใหญ่จึงมีความถี่ต่ำกว่ากลองใบเล็ก เสียงจึงทุ้มกว่า
**********************************************
8. ขวด ก และ ข เป็นขวดชนิดเดียวกัน และมีขนาดเท่ากัน
แต่มีระดับน้ำในขวดต่างกัน เมื่อใช้ไม้เคาะด้านข้างของขวดทำให้เกิดเสียง ขวดใดมีระดับเสียงสูงกว่า เพราะเหตุใด อธิบาย ถ้าเป่าที่ปากขวดทำให้เกิดเสียง เสียงจากขวดใดจะมีระดับเสียงสูงกว่า เพราะเหตุใด อธิบาย
ตอบ
- เมื่อใช้ไม้เคาะด้านข้างขวด
ขวด (ข) มีระดับเสียงสูงกว่า เพราะมีมวลน้อยกว่า ทำให้สั่นได้ง่าย ความถี่จึงสูงกว่าขวด (ก)
-
เมื่อเป่าที่ปากขวด จะทำให้เกิดการสั่นพ้องกับอากาศในขวด
ขวด (ก) มีระดับเสียงสูงกว่า เพราะขวด (ข) ลำอากาศในขวดยาวกว่า ความยาวคลื่นของอากาศในขวดยาวกว่า ความถี่จึงน้อยกว่าขวด (ก) จึงทำให้เสียงต่ำกว่า
**********************************************
9. ไวโอลินสองตัวความถี่ 438 และ 440 เฮิรตซ์ ถ้าสีไวโอลินทั้งสองพร้อมกัน จะเกิดปรากฏการณ์ใดของเสียง
ตอบ
2 Hz
วิธีทำ
คลื่นเสียงจะมีการซ้อนทับกัน เกิดเสียงดัง - ค่อย เป็นจังหวะ เรียกว่า บีตส์ของเสียง
เพราะฉะนั้น เกิดเสียง ดัง - ค่อย เป็นจังหวะ 2 ครั้งต่อวินาที
**********************************************
10. เรือลำหนึ่งกำลังแล่นเข้าหาหน้าผา กัปตันเรือเปิดหวูดส่งสัญญาณเสียงด้วยความถี่คงตัว โดยเปิดสัญญาณอย่างต่อเนื่อง เพราะเหตุใดผู้ฟังบนเรือจึงได้ยินเสียงบีตส์
ตอบ
เพราะเสียงที่สะท้อนกลับมา รวมกับคลื่นเสียงเดิม จึงทำให้เกิดเสียงบีตส์
**********************************************
11. การหาอัตราเร็วของเสียงในของเหลวโดยใช้หลักการของคลื่นนิ่ง ทำได้อย่างไร
อธิบาย
ตอบ
การหาอัตราเร็วของเสียงโดยใช้หลักการของคลื่นนิ่ง คือ ให้แหล่งกำเนิดเสียงอยู่ในของเหลว ส่งคลื่นเสียงที่มีความถี่ f ไปในของเหลว จะเกิดการสะท้อนกลับ ดังรูป
จากนั้น วัดตำแหน่งที่เสียงดัง 2 ครั้งติดกัน คือ ตำแหน่งปฏิบัพถึงปฏิบัพ ระยะห่างระหว่างตำแหน่งปฏิบัพที่ติดกันจะห่างกันเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น
**********************************************
12. นักเรียนคิดว่าเป็นไปได้หรือไม่
ที่จะใช้คลื่นเหนือเสียงทำความสะอาดภาชนะที่สกปรกด้วยฝุ่นละออง คราบไขมัน จงอธิบายเหตุผล
ตอบ
เป็นไปได้โดยใช้คลื่นเสียงที่มีความถี่เท่ากับความถี่ธรรมชาติของฝุ่นละออง จะทำให้ฝุ่นละอองสั่นรุนแรงและหลุดออกภาชนะ แต่ภาชนะไม่สั่น เพราะความถี่ธรรมชาติของภาชนะไม่เท่ากับความถี่ของคลื่นเสียง
**********************************************
เพิ่มเติมโจทย์ที่น่าสนใจ
**********************************************
13. A และ B เป็นลำโพง 2 ตัว วางห่างกัน 2 เมตร ในที่โล่ง
P เป็นผู้ฟัง อยู่ห่างจาก A 4 เมตร และห่างจาก B 3 เมตร
เสียงความถี่ต่ำสุดที่หักล้างกันทำให้ P ได้ยินเสียงเบาที่สุดเท่าใด (ความเร็วเสียง 340 m/s)
บทวิเคราะห์
วิเคราะห์คำถาม
โจทย์กำหนดจุด P เป็นจุดที่ฟังเสียงเบาที่สุด เป็นการแทรกสอดแบบหักล้าง
ดังนั้น Path difference =
และ
ดังนั้น
เมื่อ n = 0 d = 2m และ v = 240 m/s
วิเคราะห์สูตร
ใช้สูตร Path difference =
และจากสูตร
วิธีทำ
ที่จุด P ได้ยินเสียงเบาที่สุดแสดงว่าเกิดการแทรกสอดแบบหักล้าง
n = 0 เพราะโจทย์ต้องการหาความถี่ต่ำสุด เพื่อให้ได้ยินเสียงเบาที่สุด
**********************************************
14. S1 และ S2 เป็นลำโพง 2 ตัว อยู่ห่างกัน 6 เมตร ผู้ที่ยืนอยู่ที่จุด P ได้ยินเสียงชัดเจน ถามว่าในระหว่างที่เขาเดินจาก P ไป Q เขาจะรู้สึกว่าเสียงจางหายไปกี่ครั้ง
กำหนดให้ความถี่ของลำโพงทั้งสองมีค่า 510 Hz เท่ากัน และมีเฟสตรงกัน กำหนดความเร็วเสียงในอากาศเท่ากับ 340 m/s PQ = 30 เมตร PO = 54 เมตร และ O เป็นจุดกึ่งกลางระหว่าง S1 และ S2
บทวิเคราะห์
วิเคราะห์คำถาม
โจทย์กำหนดให้ P เป็นจุดที่เสียงดังฟังชัด จึงเป็นการแทรกสอดแบบเสริมสร้าง จึงต้องใช้สูตร
เพื่อที่จะหาค่าตัว n มาเสียก่อน แล้วจึงจะตอบได้ว่าเดินจาก P มาถึง Q เสียงเงียบไปกี่ครั้ง เพราะเสียงดัง-เงียบ จะเกิดสลับกัน และโจทย์ยังกำหนด d = 6 เมตร
และ v = 340 m/s f = 510 Hz เสียงจะเงียบไปกี่ครั้ง n = ?
วิเคราะห์สูตร
จะใช้สูตร
ไม่ได้ เพราะโจทย์บอก P เป็นตำแหน่งเสียงดัง จึงใช้สูตร
วิธีทำ
P เป็นจุดที่เสียงดังชัดเจน แสดงว่า P มีการแทรกสอดแบบเสริมสร้าง
n = 5
นั่นคือ เสียงดัง 5 ครั้ง และถ้าเดินจาก P ไป Q จะได้ยินเสียงจางหายไป 5 ครั้ง (นับ n = 0 เป็นครั้งที่ 1)
**********************************************
15.
จากรูป A และ B เป็นลำโพง 2 ตัว อยู่ห่างกัน 3 เมตร ผู้สังเกต
ยืนอยู่ที่จุด C ซึ่งได้ยินเสียงชัดเจน
อยากทราบว่าเมื่อเขาเดินเป็นเส้นตรงจาก C เข้าหา B เขาจะรู้สึกได้ยินเสียงจางหายกี่ครั้ง
กำหนดให้ความยาวคลื่นของเสียงจากลำโพงทั้งสองเป็น 0.5 เมตร และมีเฟสตรงกัน
บทวิเคราะห์
วิเคราะห์คำถาม
จะต้องหาที่ตำแหน่ง C เป็นแนวปฏิบัพที่เท่าใด
5 - 4
= n (0.5)
n = 2 (เป็นแนวปฏิบัพที่ 2)
วิเคราะห์สูตร
วิธีทำ
แนวสุดท้ายจะเกิดการแทรกสอด
(d = ระยะห่างระหว่างลำโพง)
แทนค่า
3
= n (0.5)
n = 6 เป็นแนวปฏิบัพที่ 6
นั่นคือ จะเกิดแนวหักล้างกัน บนเส้นตรง C ไป B จำนวน 4 ครั้ง
**********************************************
16.
ช่องหน้าต่างกว้าง 0.80 เมตร สูง 1.20 เมตร จะให้เสียงที่มีความถี่มากที่สุดเท่าไร ผ่านไปโดยเกิดการเลี้ยวเบนในแนวราบมากที่สุด
กำหนดอุณหภูมิในอากาศ 38 องศาเซลเซียส
บทวิเคราะห์
วิเคราะห์คำถาม
โจทย์กำหนดความกว้างของหน้าต่าง (d = 0.80 เมตร) แต่ความสูง 1.20 เมตร ไม่ต้องนำมาใช้โจทย์ลวงมา โจทย์กำหนดอุณหภูมิของอากาศในขณะนั้นมาให้ (t = 38 องศาเซลเซียส) หาความเร็วเสียงในอากาศได้โดยใช้สูตร
โจทย์ถาม f = ?
วิเคราะห์สูตร ใช้สูตร
วิธีทำ หาความเร็วที่ 38 องศาเซลเซียส จาก
เสียงจะเลี้ยวเบนได้ดีที่สุด เมื่อความกว้างของประตูเท่ากับความยาวคลื่นเสียง นั้นคือจะได้ว่า
353.8 = f
x 0.80
f = 442.25 Hz
**********************************************
17. ปล่อยก้อนหินลงในบ่อลึก 4.5 เมตร ได้ยินเสียงก้อนหินกระทบพื้นหลังจากปล่อยไปแล้ว 3.125 วินาที อัตราเร็วของเสียงมีค่าเท่าใด กำหนดให้
บทวิเคราะห์
วิเคราะห์คำถาม
โจทย์กำหนดความลึกของบ่อมาให้ (S) = 45 เมตร บอกเวลาที่ก้อนหินใช้ + เวลาที่เสียงใช้ = 3.125 วินาที กำหนด
ถามหาความเร็วของเสียงในอากาศ (V) = ?
วิเคราะห์สูตร จากสูตร
และระยะทาง = ความเร็ว x เวลา
ดังนั้น ระยะทางเสียงใช้ = ความเร็วเสียง x เวลาที่เสียงใช้
วิธีทำ เวลาที่ก้อนหินใช้ +
เวลาที่เสียงใช้ = 3.125 ........ (1)
หาเวลาที่ก้อนหินใช้
จาก
t = 3 วินาที
ดังนั้น เวลาที่ก้อนหินใช้ = 3 วินาที
แทนค่าใน (1)
3 + เวลาที่เสียงใช้ = 3.125
เวลาที่เสียงใช้ = 3.125 - 3
= 0.125 วินาที
จาก ระยะทาง = ความเร็ว x เวลา
ดังนั้น ระยะทางเสียงใช้ = ความเร็วเสียง x เวลาที่เสียงใช้
45 m = ความเร็วเสียง x (0.125 S)
ความเร็วเสียง
= 360 m/s
**********************************************