Còi xe là một trong số những tín hiệu của các phương tiện khi tham gia giao thông. Tuy nhiên, một số người đã sử dụng còi xe theo cách "vô tội vạ và xả láng" gây nên sự bất bình, thậm chí, có những trường hợp gây mất an toàn cho người và phương tiện tham gia giao thông. Ðáng buồn hơn, nhiều bạn trẻ sử dụng còi xe như một thứ "mốt" và tạo thành trào lưu xấu trong giới trẻ. Thậm chí, có bạn trẻ còn lắp đặt trên xe một chiếc còi với âm thanh có cường độ lớn, khiến cho nhiều người hốt hoảng, giật mình... Do đó Bộ Giao thông Vận tải đã có quy định về xử phạt đối với hành vi sử dụng còi vượt qua âm lượng quy định. Theo quy định của Bộ Giao thông Vận tải, âm lượng của còi điện lắp trên ô tô đo ở độ cao 1,2m và cách đầu xe 2m là 90 dB đến 115 dB. Giả sử còi điện đặt ngay đầu xe ở độ cao 1,2 m. Người ta tiến hành đo âm lượng của còi điện lắp trên ô tô 1 và ô tô 2 ở vị trí cách đầu xe 30m, ở độ cao 1,2m thì thu được âm lượng của ô tô 1 là 91dB và ô tô 2 là 94dB. Âm lượng của còi điện trên xe ô tô nào đúng quy định của Bộ Giao thông Vận tải ?

Phương pháp giải:

Công thức tính mức cường độ âm: \[L = 10.\log \frac{I}{{{I_0}}} = 10.\log \frac{P}{{4\pi {r^2}}}\]

Giải chi tiết:

+ Cảnh sát giao thông tiến hành đặt micro cách đầu xe 2m, cao 1,2m so với mặt đất, chính giữa và hướng về đầu xe, bấm còi và ghi lại giá trị âm lượng. Nếu còi của ô tô có âm lượng nằm trong khoảng \[90dB\] đến \[115dB\] là đúng quy định.

Ta có:  \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{L_{\min }} = 10.\log \frac{{{P_{\min }}}}{{4\pi {{.2}^2}}} = 90}\\{{L_{\max }} = 10.\log \frac{{{P_{\max }}}}{{4\pi {{.2}^2}}} = 115}\end{array}} \right.\]

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{P_{\min }} = 16\pi {{.10}^9}{\rm{W}} = {{5,03.10}^{10}}{\rm{W}}}\\{{P_{\min }} = 16\pi {{.10}^{11,5}}{\rm{W}} = {{1,6.10}^{13}}{\rm{W}}}\end{array}} \right.\]

Khi đó công suất của nguồn âm đúng quy định khi nằm trong khoảng:

\[{P_{\min }} \le P \le {P_{\max }} \Leftrightarrow {5,03.10^{10}}{\rm{W}} \le P \le {1,6.10^{13}}{\rm{W}}\]

+ Đối với xe thứ nhất: \[{L_1} = 10.\log \frac{{{P_1}}}{{4\pi .r_1^2}} = 91dB \Leftrightarrow \log \frac{{{P_1}}}{{4\pi {{.30}^2}}} = 9,1 \Rightarrow {P_1} = {1,42.10^{13}}{\rm{W}}\]

So sánh điều kiện về công suất ta thấy thoả mãn quy định.

+ Đối với xe thứ hai: \[{L_2} = 10.\log \frac{{{P_2}}}{{4\pi .r_2^2}} = 94dB \Leftrightarrow \log \frac{{{P_2}}}{{4\pi {{.30}^2}}} = 9,4 \Rightarrow {P_2} = {2,84.10^{13}}{\rm{W}}\]

So sánh điều kiện về công suất thấy không thoả mãn quy định.

⇒ Vậy chỉ có xe 1 đảm bảo tiêu chuẩn.