Đo tốc độ truyền âm

PHÒNG THÍ NGHIỆM ẢO - ĐO TẦN SỐ VÀ VẬN TỐC SÓNG ÂM

Khảo sát sóng âm trong không khí - Đo thời gian truyền âm

volume_up

mic

5.0 m

tune THIẾT LẬP THÍ NGHIỆM

graphic_eq Tần số (Hz): 500

straighten Khoảng cách (m): 5.0

warning Để kết quả chính xác, khoảng cách > 10m và tần số > 200Hz

speed Vận tốc âm thanh:

343 m/s

graphic_eq Tần số hiện tại:

500 Hz

straighten Khoảng cách hiện tại:

5.0 m

schedule Thời gian truyền:

0.00 s

waves Bước sóng:

0.00 m

Chế độ đo: Chưa kích hoạt 0

assignment KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

timer Bảng 1: Đo thời gian truyền

Lần đo	1	2	3	4	5	Giá trị TB	Sai số
Thời gian (s)	-	-	-	-	-	-	-

calculate Bảng 2: Tính toán vận tốc

Thông số	Giá trị
Khoảng cách TB (m)	-
Thời gian TB (s)	-
Vận tốc tính (m/s)	-
Vận tốc lý thuyết (m/s)	343

Vận tốc âm thanh tính được:

0.00 ± 0.00 m/s

Giá trị lý thuyết: 343 m/s

(Theo công thức v = s/t)

analytics PHÂN TÍCH SAI SỐ

Kết quả đo của bạn: 0.00 ± 0.00 m/s

Độ lệch so với giá trị lý thuyết: 0.00 m/s

Nguyên nhân sai số:

• Khoảng cách nhỏ (0.00m)
• Tần số âm thanh: 500 Hz
• Sai số đo khoảng cách: ±0.05m
• Sai số đo thời gian: ±0.005s

lightbulb_outline Giải pháp cải thiện độ chính xác: Tăng khoảng cách (>10m), sử dụng âm thanh tần số cao, thực hiện nhiều lần đo

help HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

1. Thiết lập tần số: Sử dụng thanh trượt để đặt tần số sóng âm (100-2000Hz)

2. Thiết lập khoảng cách: Sử dụng thanh trượt để đặt khoảng cách giữa nguồn âm và micro

3. Phát sóng âm: Nhấn nút "Phát sóng âm" để xem mô phỏng sóng âm truyền trong không khí

4. Đo thời gian: Nhấn nút "Đo thời gian" 5 lần để ghi lại thời gian truyền âm với sai số ngẫu nhiên

5. Kết quả: Hệ thống tự động tính vận tốc âm thanh và so sánh với giá trị lý thuyết

Công thức vật lý: v = s/t = f × λ

info Lưu ý quan trọng: Vận tốc âm thanh trong không khí ở 20°C là 343 m/s. Giá trị này thay đổi theo nhiệt độ và môi trường truyền âm.

science TẠI SAO SAI SỐ XẢY RA?

Sai số trong kết quả đo vận tốc âm thanh xuất phát từ:

1. Khoảng cách ngắn: Với khoảng cách ngắn, thời gian truyền âm rất nhỏ, sai số đo thời gian chiếm tỷ lệ lớn.

2. Sai số thiết bị: Sai số ±0.05m cho khoảng cách và ±0.005s cho thời gian ảnh hưởng đến độ chính xác.

3. Môi trường truyền âm: Nhiệt độ, độ ẩm ảnh hưởng đến vận tốc âm thanh thực tế.

Công thức sai số: Δv/v = Δs/s + Δt/t

Ví dụ với s = 5m, t ≈ 0.0146s:

Δv/v = (0.05/5) + (0.005/0.0146) ≈ 0.01 + 0.342 = 0.352 (35.2%)

→ Sai số tuyệt đối: Δv = 0.352 × 343 ≈ 120.7 m/s

Với s = 20m, t ≈ 0.0583s:

Δv/v = (0.05/20) + (0.005/0.0583) ≈ 0.0025 + 0.0857 = 0.0882 (8.82%)

→ Sai số tuyệt đối: Δv = 0.0882 × 343 ≈ 30.2 m/s

info Thông báo

Đo suất điện động và điện trở trong

PHÒNG THÍ NGHIỆM ẢO - ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA PIN

Khảo sát đặc trưng Vôn-Ampe của nguồn điện - Đã sửa lỗi sai số

Đồ thị đặc trưng Vôn-Ampe của pin

I (mA)

U (V)

tune THIẾT LẬP THÍ NGHIỆM

bolt Dòng điện I (mA): 100

warning Để kết quả chính xác, thực hiện đo với dòng điện từ 50mA đến 450mA

battery_charging_full Suất điện động lý thuyết:

1.50 V

power Điện trở trong lý thuyết:

2.00 Ω

bolt Dòng điện hiện tại:

100 mA

flash_on Hiệu điện thế đo được:

0.00 V

Số điểm đo: 0

assignment KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM (Đã sửa lỗi)

list Bảng 1: Kết quả đo

Lần đo	I (mA)	U (V)

calculate Bảng 2: Tính toán kết quả

Thông số	Giá trị
Suất điện động tính được (ε)	-
Điện trở trong tính được (r)	-
Sai số suất điện động	-
Sai số điện trở trong	-

Kết quả tính toán:

ε = 0.00 V, r = 0.00 Ω

Giá trị lý thuyết: ε = 1.50 V, r = 2.00 Ω

analytics PHÂN TÍCH SAI SỐ VÀ SỬA LỖI

Kết quả đo của bạn: ε = 0.00 V, r = 0.00 Ω

Nguyên nhân sai số ban đầu:

• Sai lầm trong công thức tính toán - không chuyển đổi đơn vị mA sang A
• Phạm vi dòng điện chưa đủ rộng
• Số điểm đo chưa đủ nhiều
• Sai số dụng cụ đo: ±0.01V cho vôn kế, ±1mA cho ampe kế

lightbulb_outline Giải pháp đã thực hiện: Đã sửa công thức tính điện trở trong: r = |(ΣUΣI - nΣ(UI)) / (nΣI² - (ΣI)²) * 1000| để chuyển đổi từ mA sang A và đảm bảo kết quả dương

help HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

1. Thiết lập dòng điện: Sử dụng thanh trượt để đặt giá trị dòng điện mong muốn (0-500mA)

2. Thêm điểm đo: Nhấn nút "Thêm điểm đo" để ghi lại giá trị hiệu điện thế tương ứng

3. Tính toán kết quả: Sau khi có ít nhất 5 điểm đo, nhấn "Tính toán kết quả" để xác định suất điện động và điện trở trong

4. Phân tích kết quả: Xem biểu đồ và bảng phân tích sai số để đánh giá độ chính xác

Công thức vật lý: U = ε - rI

info Lưu ý quan trọng: Suất điện động (ε) là giá trị hiệu điện thế khi dòng điện bằng 0. Điện trở trong (r) được xác định từ độ dốc của đường đặc trưng Vôn-Ampe.

science PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐÃ SỬA

Để xác định suất điện động và điện trở trong của pin, chúng ta sử dụng:

1. Phương pháp đồ thị: Vẽ đồ thị U theo I, suất điện động ε là giao điểm với trục tung, điện trở trong r = -ΔU/ΔI

2. Phương pháp bình phương tối thiểu: Tính toán chính xác hơn bằng công thức:

ε = (ΣUΣI² - ΣIΣ(UI)) / (nΣI² - (ΣI)²)
r = |(ΣUΣI - nΣ(UI)) / (nΣI² - (ΣI)²) * 1000|

Giải thích sửa lỗi:

• Công thức cũ không chuyển đổi từ mA sang A, dẫn đến kết quả điện trở trong sai
• Công thức mới đã nhân với 1000 để chuyển đổi đơn vị từ mA sang A
• Lấy giá trị tuyệt đối để đảm bảo điện trở trong luôn dương

Trong đó n là số lần đo, U là hiệu điện thế (V), I là cường độ dòng điện (mA)

info Thông báo