Để đo tốc độ âm trong gang, nhà vật lí Pháp Bi-ô đã dùng một ống bằng gang dài 951,25m. Một người đập một nhát búa vào một đầu ống gang, một người ở đầu kia nghe thấy hai tiếng gõ, một truyền qua gang và một truyền qua không khí trong ống gang; hai tiếng ấy cách nhau 2,5s. Biết tốc độ âm trong không khí là 340 m/s, hãy tính tốc độ âm trong gang.

Nhận định và phương pháp:

Bài 10 là dạng toán tính tốc độ truyền âm trong chất rắn dựa trên tốc độ truyền âm của không khí cho trước, dữ kiện đề bài cho ta là các thông số như chiều dài ổng, độ chênh lệch thời gian giữa 2 âm khi nghe được, tốc độ âm truyền trong không khí

Cách giải :

Ta tiến hành giải bài này như sau:
- Bước 1: Sử dụng công thức độ chênh lệch thời gian giữa 2 âm nghe được là $t=\frac{1}{v_{0}}-\frac{1}{v_{g}}$
- Bước 2: Rút ra Tốc độ truyền âm trong gang :
  
  $\dpi{100} \small v_{g}=\frac{v_{0}l}{l-v_{0}t}$
- Trong đó:
  - $\small v_{g}$ : Tốc độ truyền âm trong gang
  - $\small v_{o}$: Tốc độ truyền âm trong không khí
  - $\small l$: chiều dài ống
  - $\small t$: khoảng cách nghe thấy giữa 2 âm
- Bước 3: Thay số và tính toán kết quả

Lời giải:

Áp dụng phương pháp trên để giải bài 10 như sau:

Ta có:
- Hai tiếng nghe được cách nhau khoảng thời gian : $t=\frac{1}{v_{0}}-\frac{1}{v_{g}}$ .
- Tốc độ truyền âm trong gang :

$\small v_{g}=\frac{v_{0}l}{l-v_{0}t}=\frac{340.951,25}{951,25-340.2,5}\approx 3194 m/s$

-- Mod Vật Lý 12