10Vật lí 10 Đúng – Sai Vận dụng cao 242

Một cảng dự báo mực nước hh (m, so với mốc chuẩn của cảng) bằng mô hình hai thành phần h(t)=h0+AMcos[ωM(tφM)]+AScos[ωS(tφS)]h(t) = h_0 + A_M\cos\left[\omega_M(t - \varphi_M)\right] + A_S\cos\left[\omega_S(t - \varphi_S)\right], tt tính bằng giờ kể từ 00 h, ωM=2π/12,42\omega_M = 2\pi/12{,}42 rad/giờ (thành phần Mặt Trăng), ωS=2π/12\omega_S = 2\pi/12 rad/giờ (thành phần Mặt Trời), với h0=2,27 mh_0 = 2{,}27\ \text{m}, AM=0,6 mA_M = 0{,}6\ \text{m}, AS=0,35 mA_S = 0{,}35\ \text{m}, φS=1,2\varphi_S = 1{,}2 h. Mặt Trăng qua kinh tuyến cảng lúc TMT=10,9T_{\text{MT}} = 10{,}9 h; địa hình và ma sát có thể làm đỉnh triều địa phương **trễ** so với lúc ấy nên φM=TMT+L\varphi_M = T_{\text{MT}} + L với độ trễ LL chưa biết, chỉ biết thuộc danh sách ứng viên L{0,5;1,5;2;2,5}L \in \{0{,}5; 1{,}5; 2; 2{,}5\} giờ.
Trạm đo ghi mực nước mỗi giờ trong một ngày, sai số mỗi số đo ±uh\pm u_h với uh=0,1 mu_h = 0{,}1\ \text{m}:
<table><tr><th>Giờ tt</th><th>00</th><th>11</th><th>22</th><th>33</th><th>44</th><th>55</th><th>66</th><th>77</th><th>88</th><th>99</th><th>1010</th><th>1111</th><th>1212</th></tr><tr><td>hh (m)</td><td>3,113{,}11</td><td>3,143{,}14</td><td>2,962{,}96</td><td>2,452{,}45</td><td>2,082{,}08</td><td>1,661{,}66</td><td>1,331{,}33</td><td>1,381{,}38</td><td>1,631{,}63</td><td>1,951{,}95</td><td>2,482{,}48</td><td>2,822{,}82</td><td>3,153{,}15</td></tr></table>
<table><tr><th>Giờ tt</th><th>1313</th><th>1414</th><th>1515</th><th>1616</th><th>1717</th><th>1818</th><th>1919</th><th>2020</th><th>2121</th><th>2222</th><th>2323</th><th>2424</th></tr><tr><td>hh (m)</td><td>3,143{,}14</td><td>2,952{,}95</td><td>2,672{,}67</td><td>2,182{,}18</td><td>1,671{,}67</td><td>1,441{,}44</td><td>1,391{,}39</td><td>1,511{,}51</td><td>1,881{,}88</td><td>2,32{,}3</td><td>2,792{,}79</td><td>3,073{,}07</td></tr></table>
Quy tắc của cảng: (1) độ trễ LL được hiệu chuẩn là ứng viên duy nhất mà mô hình khớp **mọi** số đo trong dải ±uh\pm u_h; (2) tại tref=12t_{\text{ref}} = 12 h, hiệu pha hai thành phần Δ=ωM(trefφM)ωS(trefφS)\Delta = \omega_M(t_{\text{ref}} - \varphi_M) - \omega_S(t_{\text{ref}} - \varphi_S) (quy về (180;180](-180^\circ; 180^\circ]) cho triều cường nếu Δ45\left|\Delta\right| \le 45^\circ (gần cùng pha) và triều kém nếu Δ135\left|\Delta\right| \ge 135^\circ (gần ngược pha); (3) cửa sổ tàu [ta;tb]=[10,8;14,8][t_a; t_b] = [10{,}8; 14{,}8] h được **chứng nhận** an toàn khi và chỉ khi h(t)uhhsafe=1,92 mh(t) - u_h \ge h_{\text{safe}} = 1{,}92\ \text{m} tại mọi thời điểm trong danh sách chứng nhận CC — gồm hai đầu mút và mọi thời điểm cực trị của h(t)h(t) trong cửa sổ ứng với từng ứng viên LL (hệ thống cam kết không bỏ sót cực trị nào): C={10,8;14,8;12,1;12,7;13;13,3}C = \{10{,}8; 14{,}8; 12{,}1; 12{,}7; 13; 13{,}3\} h.
Xét các mệnh đề sau.

a Tại tref=12t_{\text{ref}} = 12 h, hai thành phần gần cùng pha nên ngày này là kì triều cường. Đúng
b Đỉnh triều tại cảng luôn trùng với lúc Mặt Trăng qua kinh tuyến cảng. Sai
c Độ trễ địa phương được hiệu chuẩn là L=2L = 2 giờ. Sai
d Trên danh sách CC, cận dưới h(t)uhh(t) - u_h nhỏ nhất bằng 2,61 m2{,}61\ \text{m}, đạt tại t=14,8t = 14{,}8 h. Đúng
Câu hỏi có hữu ích?

Lời giải

Đáp án
Đ S S Đ
Các bước giải
1
a) **Chuẩn bị chung.** Với từng ứng viên LL, tính hmoˆ hıˋnh(ti)h_{\text{mô hình}}(t_i) tại 2525 mốc và phần dư lớn nhất:
2
<table><tr><th>LL (giờ)</th><th>φM\varphi_M (h)</th><th>maxhihmoˆ hıˋnh(ti)\max\left|h_i - h_{\text{mô hình}}(t_i)\right| (m)</th><th>tại tt (h)</th><th>Kết luận</th></tr><tr><td>0,50{,}5</td><td>11,411{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>22</td><td>loại</td></tr><tr><td>1,51{,}5</td><td>12,412{,}4</td><td>0,060{,}06</td><td>66</td><td>khớp mọi mốc</td></tr><tr><td>22</td><td>12,912{,}9</td><td>0,20{,}2</td><td>33</td><td>loại</td></tr><tr><td>2,52{,}5</td><td>13,413{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>33</td><td>loại</td></tr></table>
3
Chỉ L=1,5L = 1{,}5 giờ khớp toàn bộ bảng trong dải ±uh\pm u_h.
4
Với φM=12,4\varphi_M = 12{,}4 h: Δ=ωM(1212,4)ωS(121,2)24\Delta = \omega_M(12 - 12{,}4) - \omega_S(12 - 1{,}2) \approx 24^\circ (đã quy về (180;180](-180^\circ; 180^\circ]): Δ45\left|\Delta\right| \le 45^\circ, gần cùng pha — triều cường.
5
b) **Chuẩn bị chung.** Với từng ứng viên LL, tính hmoˆ hıˋnh(ti)h_{\text{mô hình}}(t_i) tại 2525 mốc và phần dư lớn nhất:
6
<table><tr><th>LL (giờ)</th><th>φM\varphi_M (h)</th><th>maxhihmoˆ hıˋnh(ti)\max\left|h_i - h_{\text{mô hình}}(t_i)\right| (m)</th><th>tại tt (h)</th><th>Kết luận</th></tr><tr><td>0,50{,}5</td><td>11,411{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>22</td><td>loại</td></tr><tr><td>1,51{,}5</td><td>12,412{,}4</td><td>0,060{,}06</td><td>66</td><td>khớp mọi mốc</td></tr><tr><td>22</td><td>12,912{,}9</td><td>0,20{,}2</td><td>33</td><td>loại</td></tr><tr><td>2,52{,}5</td><td>13,413{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>33</td><td>loại</td></tr></table>
7
Chỉ L=1,5L = 1{,}5 giờ khớp toàn bộ bảng trong dải ±uh\pm u_h.
8
Sai: dữ liệu cho độ trễ L=1,5L = 1{,}5 giờ, đỉnh thành phần Mặt Trăng tới muộn hơn lúc Mặt Trăng qua kinh tuyến do địa hình và ma sát; vị trí thiên thể không tự cho giờ đỉnh.
9
c) **Chuẩn bị chung.** Với từng ứng viên LL, tính hmoˆ hıˋnh(ti)h_{\text{mô hình}}(t_i) tại 2525 mốc và phần dư lớn nhất:
10
<table><tr><th>LL (giờ)</th><th>φM\varphi_M (h)</th><th>maxhihmoˆ hıˋnh(ti)\max\left|h_i - h_{\text{mô hình}}(t_i)\right| (m)</th><th>tại tt (h)</th><th>Kết luận</th></tr><tr><td>0,50{,}5</td><td>11,411{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>22</td><td>loại</td></tr><tr><td>1,51{,}5</td><td>12,412{,}4</td><td>0,060{,}06</td><td>66</td><td>khớp mọi mốc</td></tr><tr><td>22</td><td>12,912{,}9</td><td>0,20{,}2</td><td>33</td><td>loại</td></tr><tr><td>2,52{,}5</td><td>13,413{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>33</td><td>loại</td></tr></table>
11
Chỉ L=1,5L = 1{,}5 giờ khớp toàn bộ bảng trong dải ±uh\pm u_h.
12
Với L=2L = 2 giờ (φM=12,9\varphi_M = 12{,}9 h), phần dư lớn nhất trên 2525 mốc là 0,2 m0{,}2\ \text{m} tại t=3t = 3 h >uh> u_h: loại — ứng viên kề có thể khớp nhiều mốc nhưng đã hỏng ở mốc này; chỉ L=1,5L = 1{,}5 giờ khớp mọi mốc (phần dư lớn nhất 0,06 m0{,}06\ \text{m}).
13
d) **Chuẩn bị chung.** Với từng ứng viên LL, tính hmoˆ hıˋnh(ti)h_{\text{mô hình}}(t_i) tại 2525 mốc và phần dư lớn nhất:
14
<table><tr><th>LL (giờ)</th><th>φM\varphi_M (h)</th><th>maxhihmoˆ hıˋnh(ti)\max\left|h_i - h_{\text{mô hình}}(t_i)\right| (m)</th><th>tại tt (h)</th><th>Kết luận</th></tr><tr><td>0,50{,}5</td><td>11,411{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>22</td><td>loại</td></tr><tr><td>1,51{,}5</td><td>12,412{,}4</td><td>0,060{,}06</td><td>66</td><td>khớp mọi mốc</td></tr><tr><td>22</td><td>12,912{,}9</td><td>0,20{,}2</td><td>33</td><td>loại</td></tr><tr><td>2,52{,}5</td><td>13,413{,}4</td><td>0,340{,}34</td><td>33</td><td>loại</td></tr></table>
15
Chỉ L=1,5L = 1{,}5 giờ khớp toàn bộ bảng trong dải ±uh\pm u_h.
16
Với L=1,5L = 1{,}5 giờ, tính h(t)h(t) tại từng thời điểm trong CC:
17
<table><tr><th>tCt \in C (h)</th><th>h(t)h(t) (m)</th><th>h(t)uhh(t) - u_h (m)</th><th>So hsafe=1,92h_{\text{safe}} = 1{,}92</th></tr><tr><td>10,810{,}8</td><td>2,792{,}79</td><td>2,692{,}69</td><td>đạt</td></tr><tr><td>14,814{,}8</td><td>2,712{,}71</td><td>2,612{,}61</td><td>đạt</td></tr><tr><td>12,112{,}1</td><td>3,163{,}16</td><td>3,063{,}06</td><td>đạt</td></tr><tr><td>12,712{,}7</td><td>3,23{,}2</td><td>3,13{,}1</td><td>đạt</td></tr><tr><td>1313</td><td>3,193{,}19</td><td>3,093{,}09</td><td>đạt</td></tr><tr><td>13,313{,}3</td><td>3,163{,}16</td><td>3,063{,}06</td><td>đạt</td></tr></table>
18
Cận dưới nhỏ nhất 2,61 m2{,}61\ \text{m} tại t=14,8t = 14{,}8 h hsafe\ge h_{\text{safe}}: cửa sổ được chứng nhận.
Lời giải có hữu ích?
Xem dạng tự luận của câu này

Một cảng dự báo mực nước hh (m, so với mốc chuẩn của cảng) bằng mô hình hai thành phần h(t)=h0+AMcos[ωM(tφM)]+AScos[ωS(tφS)]h(t) = h_0 + A_M\cos\left[\omega_M(t - \varphi_M)\right] + A_S\cos\left[\omega_S(t - \varphi_S)\right], tt tính bằng giờ kể từ 00 h, ωM=2π/12,42\omega_M = 2\pi/12{,}42 rad/giờ (thành phần Mặt Trăng), ωS=2π/12\omega_S = 2\pi/12 rad/giờ (thành phần Mặt Trời), với h0=2,27 mh_0 = 2{,}27\ \text{m}, AM=0,6 mA_M = 0{,}6\ \text{m}, AS=0,35 mA_S = 0{,}35\ \text{m}, φS=1,2\varphi_S = 1{,}2 h. Mặt Trăng qua kinh tuyến cảng lúc TMT=10,9T_{\text{MT}} = 10{,}9 h; địa hình và ma sát có thể làm đỉnh triều địa phương **trễ** so với lúc ấy nên φM=TMT+L\varphi_M = T_{\text{MT}} + L với độ trễ LL chưa biết, chỉ biết thuộc danh sách ứng viên L{0,5;1,5;2;2,5}L \in \{0{,}5; 1{,}5; 2; 2{,}5\} giờ.
Trạm đo ghi mực nước mỗi giờ trong một ngày, sai số mỗi số đo ±uh\pm u_h với uh=0,1 mu_h = 0{,}1\ \text{m}:
<table><tr><th>Giờ tt</th><th>00</th><th>11</th><th>22</th><th>33</th><th>44</th><th>55</th><th>66</th><th>77</th><th>88</th><th>99</th><th>1010</th><th>1111</th><th>1212</th></tr><tr><td>hh (m)</td><td>3,113{,}11</td><td>3,143{,}14</td><td>2,962{,}96</td><td>2,452{,}45</td><td>2,082{,}08</td><td>1,661{,}66</td><td>1,331{,}33</td><td>1,381{,}38</td><td>1,631{,}63</td><td>1,951{,}95</td><td>2,482{,}48</td><td>2,822{,}82</td><td>3,153{,}15</td></tr></table>
<table><tr><th>Giờ tt</th><th>1313</th><th>1414</th><th>1515</th><th>1616</th><th>1717</th><th>1818</th><th>1919</th><th>2020</th><th>2121</th><th>2222</th><th>2323</th><th>2424</th></tr><tr><td>hh (m)</td><td>3,143{,}14</td><td>2,952{,}95</td><td>2,672{,}67</td><td>2,182{,}18</td><td>1,671{,}67</td><td>1,441{,}44</td><td>1,391{,}39</td><td>1,511{,}51</td><td>1,881{,}88</td><td>2,32{,}3</td><td>2,792{,}79</td><td>3,073{,}07</td></tr></table>
Quy tắc của cảng: (1) độ trễ LL được hiệu chuẩn là ứng viên duy nhất mà mô hình khớp **mọi** số đo trong dải ±uh\pm u_h; (2) tại tref=12t_{\text{ref}} = 12 h, hiệu pha hai thành phần Δ=ωM(trefφM)ωS(trefφS)\Delta = \omega_M(t_{\text{ref}} - \varphi_M) - \omega_S(t_{\text{ref}} - \varphi_S) (quy về (180;180](-180^\circ; 180^\circ]) cho triều cường nếu Δ45\left|\Delta\right| \le 45^\circ (gần cùng pha) và triều kém nếu Δ135\left|\Delta\right| \ge 135^\circ (gần ngược pha); (3) cửa sổ tàu [ta;tb]=[10,8;14,8][t_a; t_b] = [10{,}8; 14{,}8] h được **chứng nhận** an toàn khi và chỉ khi h(t)uhhsafe=1,92 mh(t) - u_h \ge h_{\text{safe}} = 1{,}92\ \text{m} tại mọi thời điểm trong danh sách chứng nhận CC — gồm hai đầu mút và mọi thời điểm cực trị của h(t)h(t) trong cửa sổ ứng với từng ứng viên LL (hệ thống cam kết không bỏ sót cực trị nào): C={10,8;14,8;12,1;12,7;13;13,3}C = \{10{,}8; 14{,}8; 12{,}1; 12{,}7; 13; 13{,}3\} h.
Trình bày phép hiệu chuẩn và trả lời các yêu cầu sau.

a) Nêu giới hạn của kết luận rút ra từ mô hình triều thiên văn địa phương.

b) Tính hiệu pha hai thành phần tại tref=12t_{\text{ref}} = 12 h và phân loại triều.

c) Kiểm chứng nhận cửa sổ tàu bằng cận dưới tại mọi thời điểm trong CC.

d) Hiệu chuẩn độ trễ địa phương LL bằng toàn bộ bảng đo.

Đáp án a) đỉnh trễ so với Mặt Trăng; không dự báo bão; L chỉ cho cảng này; b) Δ24\Delta \approx 24^\circ, triều cường; c) nhỏ nhất 2,612{,}61 m tại t=14,8t = 14{,}8 h; chứng nhận; d) L=1,5L = 1{,}5 giờ

Câu hỏi cùng chủ đề

TN
Phát biểu nào sau đây đúng về thuỷ triều?
Trắc nghiệm Trái Đất và bầu trời Nhận biết 11 1031
TN
Mỗi ngày, một điểm ven biển thường có mấy lần triều cường?
Trắc nghiệm Trái Đất và bầu trời Thông hiểu 31 1876
TLN
Mỗi ngày một điểm ven biển thường có mấy lần triều cường?
Trả lời ngắn Trái Đất và bầu trời Thông hiểu 14 1376
TLN
Cho năm nhận định về thuỷ triều:
(1) Trên Trái Đất có hai chỗ nước phồng lên cùng lúc.
(2) Mỗi ngày một điểm ven biển thường có hai lần triều cường.
(3) Khi Mặt Trăng vuông góc với Mặt Trời thì triều cường lớn nhất.
(4) Chỉ có một chỗ nước phồng lên, ở phía hướng về Mặt Trăng.
(5) Mặt Trời không gây thuỷ triều vì ở quá xa.
Có bao nhiêu nhận định đúng?
Trả lời ngắn Trái Đất và bầu trời Vận dụng 3 435
TN
Khi Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất thẳng hàng vào ngày trăng tròn thì xảy ra
Trắc nghiệm Trái Đất và bầu trời Vận dụng 15 978
ĐS
Xét hiện tượng thuỷ triều, trong tình huống Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất thẳng hàng vào ngày trăng non.
Đúng – Sai Trái Đất và bầu trời Vận dụng 2 231