โจทย์คลื่นเสียง (ข้อสอบ O-NET)

1. ถ้าดีดกีตาร์แล้วพบว่าเสียงที่ได้ยินต่ำกว่าปกติ จะมีวิธีปรับแก้ไขให้เสียงสูงขึ้นได้อย่างไร

ก. เปลี่ยนใช้สายเส้นใหญ่ขึ้น

ข. ปรับให้หย่อนลง

ค. ปรับตำแหน่งสายให้ยาวขึ้น

ง. ปรับสายให้ตึงขึ้น

แนวคำตอบ จากการทดลองเรื่องการสั่นพ้อง เราจะเห็นได้ว่า ความถี่หรือเสียงต่ำเสียงสูงนั้นขึ้นอยู่กับความยาวของกระบอกเสียงที่ยืดออก หรือเปรียบได้กับสายของกีตาร์นั่นเอง ถ้าหากว่าสายที่ยาวจะทำให้เกิดความถี่ต่ำทำให้เกิดเสียงต่ำ และสายสั้นจะเกิดความถี่สูงทำให้เกิดเสียงสูง ซึ่งสังเกตได้จากสมการ

v = fλ = f(4L)

ซึ่งความเร็วจะคงที่เนื่องจากว่าเป็นวัสดุชนิดเดียวกันนะครับ ดังนั้นคำตอบคือข้อ ง. ครับ

2. เสียงผ่านหน้าต่างในแนวตั้งฉาก มีค่าความเข้มเสียงที่ผ่านหน้าต่างเฉลี่ย 1.0 x 10^-4 วัตต์ต่อตารางเมตร หน้าต่างกว้าง 80 เซนติเมตร สูง 150 เซนติเมตร กำลังเฉลี่ยที่ผ่านหน้าต่างมีค่าเท่าใด

ก. 0.8 x 10^-4 W

ข. 1.2 x 10^-4 W

ค. 1.5 x 10^-4 W

ง. 8.0 x 10^-4 W

แนวคำตอบ เรื่องนี้เป็นเรื่องของความเข้มเสียงครับ ต้องใช้ความสามารถในการจำสูตรนิดหนึ่งนะครับ แต่จริง ๆ แล้วก็ไม่อยากหรอกครับ สูตรมีอยู่ว่า ความเข้มเสียงจะเท่ากับกำลังของเสียงต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่นั้นเอง เราจะได้สูตรที่ว่า

I = P/A

จะได้      (1.0 x 10^-4 W/m²) = P/(80 x 10^-2 m)(150 x10^-2 m)

P = (1.0 x 10^-4 W/m²)/ (80 x 10^-2 m)(150 x10^-2 m)

= (1.0 x 10^-4 W/m²)/(1.2 m²)

= 0.8 x 10^-4 W

คำตอบที่ได้ต้องอาศัยความเม่นยำทางคณิตศาสตร์ด้วยนะครับ   คำตอบคือ ข้อ ก. ครับผม

3. ชาวประมงส่งคลื่นโซนาร์ไปยังฝูงปลา พบว่าช่วงเวลาที่คลื่นออกไปจากเครื่องส่งจนกลับมาถึงเครื่องเป็น 1.0 วินาทีพอดี จงหาว่าปลาอยู่ห่างจากเรือเท่าใด (กำหนดให้ความเร็วของคลื่นในน้ำเป็น 1,540 เมตรต่อวินาที)

ก. 260 เมตร

ข. 520 เมตร

ค. 770 เมตร

ง. 1,540 เมตร

แนวคำตอบ เรื่องนี้นะครับเกี่ยวเนื่องกับการเคลื่อนที่ครับใช้สูตรง่าย ครับ  v = s/t  แต่อย่าลืมนะครับ เวลาที่ใช้ต้องเป็นเพียงแค่ครึ่งหนึ่งครับ เนื่องจากว่าหาระยะจากเครื่องส่งไปยังฝูงปลาแต่เวลาที่โจทย์ให้มาเป็นเวลาทั้งเคลื่อนที่ไปและเคลื่อนที่กลับครับ

จากโจทย์     v = 1540 m/s , t = 0.5 s , s = ? m

จาก                 v = s/t

(1540 m/s) = s/(0.5 s)

s = (1540 m/s)(0.5 s)

s = 770 m

ดังนั้นคำตอบ คือ ข้อ ค. ครับผม