سولك الموجات الفصل السابع فيزياء ثاني ثانوي ف2
إجابة معتمدة
حلول وأجوبة الدرس الثالث سولك الموجات فيزياء ثاني ثانوي الفصل الدراسي الثاني ف2
حل تقوم الدرس الثالث سلوك الموجات فيزياء ثاني ثانوي
-3 سلوك الموجات
مراجعة:
س. الموجات عند الحدود الفاصلة: أي خصائص الموجة الآتية لا تتغير عندما تمر الموجة خلال حد فاصل إلي وسط آخر مختلف: التردد، الاتساع ، الطول الموجي، السرعة، الاتجاه؟
ج. لا يتغير التردد بينما يتغير كل من السعة والطول الموجي والسرعة عندما تعبر الموجة وسطا جديدا أما الاتجاه فيمكن أن يتغير أو لا يتغير وذلك اعتمادا علي الاتجاه الأصلي للموجة
س. انكسار الموجات: لاحظ الشكل 7-17a وبين كيف يتغير اتجاه الموجة عندما تمر من وسط إلى آخر وهل يمكن أن تعبر موجة في بعدين حدا فاصلا بين وسطين دون أن يتغير اتجاهها؟ وضح ذلك.
ج. نعم، إذا سقطت الموجة عموديا علي الحد الفاصل أو إذا كان لها السرعة نفسها في الوسطين
س. الموجات الموقوفة: ما العلاقة بين عدد العقد وعدد البطون في موجة موقوفة في نابض مثبت الطرفين؟
ج. يزيد عدد العقد دائما واحدة على عدد البطون
س. التفكير الناقد: هناك طريقة أخري لفهم انعكاس الموجات وهي أن تغطي الطرف الأيمن لكل رسم في الشكل 7-13a بقطعة ورق على أن يكون طرف الورقة موجودا عند النقطة N (العقدة) ثم تركز على الموجة الناتجة التي تظهر باللون الأزرق الغامق وتلاحظ أنها تبدو مثل موجة منعكسة عن حد فاصل فهل هذا الحد الفاصل حائط صلب أم ذو نهاية مفتوحة؟ كرر هذا التمرين مع الشكل 7-13b
ج. 7-13a : يسلك سلوك جدار صلب لان الموجة المنعكسة منقلبة؛
7-13b : يسلك سلوك النهاية المفتوحة لان الحد الفاصل بطن والموجة المنعكسة غير منقلبة
حل التقويم
خريطة المفاهيم
س. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات والرموز التالية: الاتساع، التردد،T،ʎ،γ.
إتقان المفاهيم
س. ما الحركة الدورية؟ أعط ثلاثة أمثلة عليها.
ج. الحركة الدورية حركة تعيد نفسها في دورة منتظمة ومن الأمثلة عليها: اهتزاز نابض وتأرجح بندول بسيط والحركة الدائرية المنتظمة
س. ما الفرق بين الزمن الدوري والتردد؟ وكيف يرتبطان؟
ج. التردد هو عدد الدورات أو التكرارات في الثانية والزمن الدوري هو الزمن الذي يتطلبه إكمال دورة واحدة ويمثل التردد مقلوب الزمن الدوري
س. إذا حقق نابض قانون هوك، فكيف يكون سلوكه؟
ج. ينضغط النابض مسافة تتناسب طرديا مع القوة المؤثرة فيه
س. كيف يمكن أن نستخلص من رسم بياني للقوة والإزاحة لنابض ما قيمة ثابت النابض؟
ج. ثابت النابض يساوي ميل العلاقة البيانية بين F و x
س. كيف يمكن أن نستخلص من الرسم البياني للقوة والإزاحة طاقة الوضع في نابض ما؟
ج. طاقة الوضع تساوي المساحة تحت منحنى العلاقة بين F و x
س. هل يعتمد الزمن الدوري لبندول علي كتلة ثقله؟ وهل يعتمد على طول خيطه؟ وعلام يعتمد الزمن الدوري للبندول أيضا؟
ج. لا، نعم، يعتمد علي تسارع الجاذبية الأرضية g
س. ما الطرائق العامة لانتقال الطاقة؟ أعط مثالين على كل منها.
ج. طريقتان. تنقل الطاقة بانتقال الجسيمات والموجات وهناك أكثر من مثال على كل منهما: البيسبول والرصاصة لانتقال الجسيمات وموجات الصوت والضوء لانتقال الموجات
س. ما الفرق الرئيس بين الموجات الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية؟
ج. الاختلاف الرئيس هو أن الموجات الميكانيكية تحتاج إلي وسط ناقل لتنتقل خلاله أما الموجات الكهرومغناطيسية فلا تحتاج إلي وسط ناقل
س. ما الفروق بين الموجة المستعرضة والموجة الطولية والموجة السطحية؟
ج. تسبب الموجات المستعرضة اهتزاز جسيمات الوسط في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجة أما الموجات الطولية فتسبب اهتزاز جسيمات الوسط في اتجاه مواز لاتجاه انتشار الموجة أما الموجات السطحية فلها صفات الموجتين الطولية والمستعرضة
س. ما الفرق بين نبضة الموجة والموجة الدورية؟
ج. النبضة عبارة عن اضطراب مفرد في الوسط أما الموجة الدورية فتتكون من عدة اضطرابات متجاورة
س. انتقلت موجات خلال نابض طوله ثابت. اجب عن السؤالين التاليين:
هل يتغير سرعة الموجات في النابض؟ وضح ذلك.
ج. لا تتغير سرعة الموجات
س. هل يتغير تردد الموجة قي النابض؟ وضح ذلك.
ج. يمكن تغيير التردد عن طريق تغيير تردد توليد الموجات
س. افترض انك ولدت نبضة خلال حبل فكيف تقارن موضع نقطة على الحبل قبل وصول النبضة مقارنة بموضع النقطة بعد مرور النبضة؟
ج. بمجرد مرور النبضة فان هذه النقطة تعود تماما كما كانت قبل وصول النبضة
س. افترض انك ولدت موجة مستعرضة بهز احد طرفي نابض جانبيا فكيف يكون تردد يدك مقارنة بتردد الموجة؟
ج. يكونان متساويين
س. متى يكون النقاط في موجة في نفس الطور؟ ومتى تكون في حالة اختلاف في الطور؟ أعط مثالا على كل حالة.
ج. تكون النقاط في الطور نفسه إذا كان لها الإزاحة نفسها والسرعة المتجهة نفسها وخلاف ذلك تكون النقاط في حالة اختلاف في الطور فمثلا قمتان في الموجة في الطور نفسه إحداهما بالنسبة إلي الأخرى أما القمة والقاع فلا يكونان في الطور نفسه احدهما بالنسبة إلي الأخر
س. صف العلاقة بين اتساع موجة والطاقة التي تحملها.
ج. تتناسب الطاقة التي تحملها الموجة طرديا مع مربع سعتها
س. عندما تمر موجة خلال حد فاصل بين حبل رفيع وآخر سميك كما في الشكل 7-18 ستتغير سرعتها وطولها الموجي ولن يتغير ترددها فسر لماذا يبقي التردد ثابتا.
ج. يعتمد التردد فقط على معدل اهتزاز الحبل الرفيع والذي بدوره يؤدي إلي اهتزاز الحبل السميك بالتردد نفسه
س. ثبتت شريحة فلزية رقيقة من مركزها ونثر عليها سكر فإذا نقر على قوس بالقرب منها فان احد طرفيها يبدأ في الاهتزاز ويبدأ السكر في التجمع في مساحات محددة ويتحرك مبتعدا عن مساحات أخري. صف هذه المناطق بدلالة الموجات الموقوفة.
ج. المساحات الخالية هي مناطق البطون حيث يكون فيها اكبر اهتزاز أما المساحات التي يتجمع فيها السكر فهي مناطق العقد والتي لا يكون عندها اهتزاز
س. إذا اهتز حبل مشكلا أربعة أجزاء أو أقسام فانه يوجد عليه نقاط يمكن أن تلمسها دون أن تحدث اضطرابا في حركته. بين كم يوجد من نقطة من هذه النقاط؟
ج. تتكون موجة موقوفة ويمكن أن تلمس الوتر عند أي نقطة من العقد الخمس
س. مرت مقدمات موجة بزاوية من وسط إلي أخر وتحركت فيه بسرعة مختلفة صف تغيرين في مقدمات الموجة، وما الذي لم يتغير؟
س. يتغير كل من الطول الموجي واتجاه مقدمات الموجة أما التردد فلا يتغير
تطبيق المفاهيم
س. ترتد كرة إلي أعلى والى أسفل عند طرف نابض مثبت رأسيا . صف تغيرات الطاقة التي تحدث خلال دورة كاملة. وهل تغيرت الطاقة الميكانيكية الكلية؟
ج. تكون طاقة الوضع المرونية عن أسفل الحركة عند قيمتها العظمي وطاقة وضع الجاذبية عند قيمتها الصغرى والطاقة الحركية صفرا. أما عند وضع الاتزان فتكون الطاقة الحركية عند قيمتها العظمي وطاقة الوضع المرونية صفرا. وعند أعلى نقطة في مسار الحركة –لحظة الارتداد إلي أسفل- تكون الطاقة الحركية صفرا وطاقة وضع الجاذبية عند قيمتها العظمي وطاقة الوضع المرونية عند قيمتها العظمي وتكون الطاقة الميكانيكية الكلية محفوظة.س. هل يمكن استخدام ساعة بندول في محطة فضائية دولية تتحرك في مدارها؟ وضح ذلك.
ج. لا، تكون المحطة الفضائية في حالة سقوط حر ولذلك تكون القيمة الظاهرية لثابت الجاذبية g صفرا ولا بتأرجح البندول
س. افترض انك أمسكت قضيبا فلزيا طوله 1m وضربت احد طرفيه بمطرقة في اتجاه مواز لطوله أولا ثم في اتجاه يصنع زاوية قائمة مع طوله ثانيا. صف الموجات المتولدة في الحالتين.
ج. تتولد في الحالة الأولي موجات طولية أما في الحالة الثانية فتتولد موجات مستعرضة
س. افترض انك وضعت إصبعك بشكل متكرر في حوض مملوء بالماء لتوليد موجات دائرية فماذا يحدث لطول الموجة إذا حركت إصبعك بسرعة؟
جيزداد تردد الموجات وتبقي السرعة نفسها ويقل الطول الموجي
س. افترض انك أحدثت نبضة واحدة في نابض مشدود فما الطاقة التي يتطلبها أحداث نبضة لها ضعف الاتساع؟
ج. تقريبا أربعة أضعاف الطاقة
س. تكون النبضة اليسري في كل واحدة من الموجات الموضحة في الشكل 7-19 أدناه هي النبضة الأصلية وتتحرك إلي اليمين وتكون النبضة الأصلية وتتحرك إلي اليمين وتكون النبضة اليمني هي النبضة المنتقلة صف صلابة الحد الفاصل عند النقاط A,B,C,D.
ج. يكون الحد الفاصل ِAأكثر صلابة أما الحد الفاصل B فيكون اقل صلابة ويكون الحد الفاصل C اقل صلابة ويكون الحد الفاصل D أكثر صلابة
إتقان حل المسائل
س. ماصات الصدمات: إذا كان ثابت كل نابض من نوابض سيارة وزنها 1200Nيساوي 25000N/m فكم ينضغط كل نابض إذا حملت السيارة بربع وزنها؟
ج. F=kx , x==0.12 m
س. إذا استطال نابض مسافة 0.12m عندما علق في أسفلة عدد من التفاحات وزنها 3.2N كما في الشكل 7-20 فما مقدار ثابت النابض؟
ج. F=kx , k==27 N/m
س. قاذفة الصواريخ: تحتوي لعبة قاذفة الصواريخ على نابض ثابتة يساوي 35N/m ما المسافة التي يجب أن ينضغطها النابض حتى يخزن طاقة مقدارها 1.5J؟
ج. PEsp=kx2 , x==0.29 m
س. ما مقدار طاقة الوضع المختزنة في نابض عندما يستطيل مسافة 16cm علما بان مقدار ثابتة يساوي 27N/m؟
ج. PEsp=kx2=0.35 J
س. يبين الشكل 7-12 العلاقة البيانية بين القوة المؤثرة في نابض وطوله ما مقدار:
ثابت النابض؟
ج. k=20N/m
س. الطاقة المختزنة في النابض عندما يستطيل ويصبح طوله 0.5m؟
ج. PEsp=0.5 bh=2.5 J
س. موجات المحيط: إذا كان طول موجة محيطية 12m وتمر بموقع ثابت كل 3s فما سرعة الموجة؟
س. v=ʎf=ʎ×=4 m/s
س. تنتقل موجة ماء في بركة مسافة 3.4m في 1.8s فإذا كان الزمن الدوري للاهتزازة الواحدة يساوي 1.1s فما:
سرعة موجات الماء؟
ج. v==1.9 m/s
س. الطول الموجي لهذه الموجات؟
ج. ʎ==2.1 m
س. السونار: يرسل سونار(جهاز يكشف المواقع تحت سطح الماء عن طريق الصدى) في الماء إشارة ترددها 1×106Hz وطولها الموجي يساوي 1.5mm فما:
سرعة الإشارة في الماء؟
ج. v= ʎf=1.5×103 m/s
الزمن الدوري للإشارة في الماء؟
ج. T==10-6 s
الزمن الدوري للإشارة في الهواء؟
ج. 10-6 s
س. جلس عمر وطارق بعد السباحة على شاطئ بركة وقدرا المسافة بين قاع الموجة السطحية والقمة التي تليه مباشرة في البركة بمقدار 3m فإذا عدا 12 قمة مرت بالشاطئ خلال 20s فاحسب سرعة تحرك الموجات.
ج. v=ʎf=3.6 m/s
س. الزلازل: إذا كانت سرعة الموجات المستعرضة الناتجة عن زلزال 8.9Km/s وسرعة الموجات الطولية 5.1Km/s وسجل جهاز السيزموجراف زمن وصول الموجات المستعرضة قبل وصول الموجات الطولية بـ68s فكم يبعد مركز الزلازل؟
ج. t==91 s
dT=Vt t=8.1×102 km
س. إذا كانت سرعة الموجة في وتر طوله 63cm تساوي 265m/s وقد حركته من مركزه بسحبه إلى أعلى ثم تركته فتحركن نبضة في كل اتجاه ثم تنعكس النبضتان عند نهايتي الوتر.
ما الزمن الذي تحتاج إليه النبضة حتى تصل طرف الوتر ثم تعود إلي مركزه؟
ج. 2.4×10-3 s
س. هل يكون الوتر اعلي موضع سكونه أم أسفله عندما تعود النبضتان؟
ج. تنقلب النبضات عندما تنعكس عن وسط أكثر كثافة لذلك تكون النبضة المنعكسة إلى أسفل
س. إذا حركت الوتر من نقطة تبعد 15cm عن احد طرفيه فأين تلتقي النبضتان؟
ج. 15cm من الطرف الآخر
حل تقوم الدرس الثالث سلوك الموجات فيزياء ثاني ثانوي
-3 سلوك الموجات
مراجعة:
س. الموجات عند الحدود الفاصلة: أي خصائص الموجة الآتية لا تتغير عندما تمر الموجة خلال حد فاصل إلي وسط آخر مختلف: التردد، الاتساع ، الطول الموجي، السرعة، الاتجاه؟
ج. لا يتغير التردد بينما يتغير كل من السعة والطول الموجي والسرعة عندما تعبر الموجة وسطا جديدا أما الاتجاه فيمكن أن يتغير أو لا يتغير وذلك اعتمادا علي الاتجاه الأصلي للموجة
س. انكسار الموجات: لاحظ الشكل 7-17a وبين كيف يتغير اتجاه الموجة عندما تمر من وسط إلى آخر وهل يمكن أن تعبر موجة في بعدين حدا فاصلا بين وسطين دون أن يتغير اتجاهها؟ وضح ذلك.
ج. نعم، إذا سقطت الموجة عموديا علي الحد الفاصل أو إذا كان لها السرعة نفسها في الوسطين
س. الموجات الموقوفة: ما العلاقة بين عدد العقد وعدد البطون في موجة موقوفة في نابض مثبت الطرفين؟
ج. يزيد عدد العقد دائما واحدة على عدد البطون
س. التفكير الناقد: هناك طريقة أخري لفهم انعكاس الموجات وهي أن تغطي الطرف الأيمن لكل رسم في الشكل 7-13a بقطعة ورق على أن يكون طرف الورقة موجودا عند النقطة N (العقدة) ثم تركز على الموجة الناتجة التي تظهر باللون الأزرق الغامق وتلاحظ أنها تبدو مثل موجة منعكسة عن حد فاصل فهل هذا الحد الفاصل حائط صلب أم ذو نهاية مفتوحة؟ كرر هذا التمرين مع الشكل 7-13b
ج. 7-13a : يسلك سلوك جدار صلب لان الموجة المنعكسة منقلبة؛
7-13b : يسلك سلوك النهاية المفتوحة لان الحد الفاصل بطن والموجة المنعكسة غير منقلبة
حل التقويم
خريطة المفاهيم
س. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات والرموز التالية: الاتساع، التردد،T،ʎ،γ.
إتقان المفاهيم
س. ما الحركة الدورية؟ أعط ثلاثة أمثلة عليها.
ج. الحركة الدورية حركة تعيد نفسها في دورة منتظمة ومن الأمثلة عليها: اهتزاز نابض وتأرجح بندول بسيط والحركة الدائرية المنتظمة
س. ما الفرق بين الزمن الدوري والتردد؟ وكيف يرتبطان؟
ج. التردد هو عدد الدورات أو التكرارات في الثانية والزمن الدوري هو الزمن الذي يتطلبه إكمال دورة واحدة ويمثل التردد مقلوب الزمن الدوري
س. إذا حقق نابض قانون هوك، فكيف يكون سلوكه؟
ج. ينضغط النابض مسافة تتناسب طرديا مع القوة المؤثرة فيه
س. كيف يمكن أن نستخلص من رسم بياني للقوة والإزاحة لنابض ما قيمة ثابت النابض؟
ج. ثابت النابض يساوي ميل العلاقة البيانية بين F و x
س. كيف يمكن أن نستخلص من الرسم البياني للقوة والإزاحة طاقة الوضع في نابض ما؟
ج. طاقة الوضع تساوي المساحة تحت منحنى العلاقة بين F و x
س. هل يعتمد الزمن الدوري لبندول علي كتلة ثقله؟ وهل يعتمد على طول خيطه؟ وعلام يعتمد الزمن الدوري للبندول أيضا؟
ج. لا، نعم، يعتمد علي تسارع الجاذبية الأرضية g
س. ما الطرائق العامة لانتقال الطاقة؟ أعط مثالين على كل منها.
ج. طريقتان. تنقل الطاقة بانتقال الجسيمات والموجات وهناك أكثر من مثال على كل منهما: البيسبول والرصاصة لانتقال الجسيمات وموجات الصوت والضوء لانتقال الموجات
س. ما الفرق الرئيس بين الموجات الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية؟
ج. الاختلاف الرئيس هو أن الموجات الميكانيكية تحتاج إلي وسط ناقل لتنتقل خلاله أما الموجات الكهرومغناطيسية فلا تحتاج إلي وسط ناقل
س. ما الفروق بين الموجة المستعرضة والموجة الطولية والموجة السطحية؟
ج. تسبب الموجات المستعرضة اهتزاز جسيمات الوسط في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجة أما الموجات الطولية فتسبب اهتزاز جسيمات الوسط في اتجاه مواز لاتجاه انتشار الموجة أما الموجات السطحية فلها صفات الموجتين الطولية والمستعرضة
س. ما الفرق بين نبضة الموجة والموجة الدورية؟
ج. النبضة عبارة عن اضطراب مفرد في الوسط أما الموجة الدورية فتتكون من عدة اضطرابات متجاورة
س. انتقلت موجات خلال نابض طوله ثابت. اجب عن السؤالين التاليين:
هل يتغير سرعة الموجات في النابض؟ وضح ذلك.
ج. لا تتغير سرعة الموجات
س. هل يتغير تردد الموجة قي النابض؟ وضح ذلك.
ج. يمكن تغيير التردد عن طريق تغيير تردد توليد الموجات
س. افترض انك ولدت نبضة خلال حبل فكيف تقارن موضع نقطة على الحبل قبل وصول النبضة مقارنة بموضع النقطة بعد مرور النبضة؟
ج. بمجرد مرور النبضة فان هذه النقطة تعود تماما كما كانت قبل وصول النبضة
س. افترض انك ولدت موجة مستعرضة بهز احد طرفي نابض جانبيا فكيف يكون تردد يدك مقارنة بتردد الموجة؟
ج. يكونان متساويين
س. متى يكون النقاط في موجة في نفس الطور؟ ومتى تكون في حالة اختلاف في الطور؟ أعط مثالا على كل حالة.
ج. تكون النقاط في الطور نفسه إذا كان لها الإزاحة نفسها والسرعة المتجهة نفسها وخلاف ذلك تكون النقاط في حالة اختلاف في الطور فمثلا قمتان في الموجة في الطور نفسه إحداهما بالنسبة إلي الأخرى أما القمة والقاع فلا يكونان في الطور نفسه احدهما بالنسبة إلي الأخر
س. صف العلاقة بين اتساع موجة والطاقة التي تحملها.
ج. تتناسب الطاقة التي تحملها الموجة طرديا مع مربع سعتها
س. عندما تمر موجة خلال حد فاصل بين حبل رفيع وآخر سميك كما في الشكل 7-18 ستتغير سرعتها وطولها الموجي ولن يتغير ترددها فسر لماذا يبقي التردد ثابتا.
ج. يعتمد التردد فقط على معدل اهتزاز الحبل الرفيع والذي بدوره يؤدي إلي اهتزاز الحبل السميك بالتردد نفسه
س. ثبتت شريحة فلزية رقيقة من مركزها ونثر عليها سكر فإذا نقر على قوس بالقرب منها فان احد طرفيها يبدأ في الاهتزاز ويبدأ السكر في التجمع في مساحات محددة ويتحرك مبتعدا عن مساحات أخري. صف هذه المناطق بدلالة الموجات الموقوفة.
ج. المساحات الخالية هي مناطق البطون حيث يكون فيها اكبر اهتزاز أما المساحات التي يتجمع فيها السكر فهي مناطق العقد والتي لا يكون عندها اهتزاز
س. إذا اهتز حبل مشكلا أربعة أجزاء أو أقسام فانه يوجد عليه نقاط يمكن أن تلمسها دون أن تحدث اضطرابا في حركته. بين كم يوجد من نقطة من هذه النقاط؟
ج. تتكون موجة موقوفة ويمكن أن تلمس الوتر عند أي نقطة من العقد الخمس
س. مرت مقدمات موجة بزاوية من وسط إلي أخر وتحركت فيه بسرعة مختلفة صف تغيرين في مقدمات الموجة، وما الذي لم يتغير؟
س. يتغير كل من الطول الموجي واتجاه مقدمات الموجة أما التردد فلا يتغير
تطبيق المفاهيم
س. ترتد كرة إلي أعلى والى أسفل عند طرف نابض مثبت رأسيا . صف تغيرات الطاقة التي تحدث خلال دورة كاملة. وهل تغيرت الطاقة الميكانيكية الكلية؟
ج. تكون طاقة الوضع المرونية عن أسفل الحركة عند قيمتها العظمي وطاقة وضع الجاذبية عند قيمتها الصغرى والطاقة الحركية صفرا. أما عند وضع الاتزان فتكون الطاقة الحركية عند قيمتها العظمي وطاقة الوضع المرونية صفرا. وعند أعلى نقطة في مسار الحركة –لحظة الارتداد إلي أسفل- تكون الطاقة الحركية صفرا وطاقة وضع الجاذبية عند قيمتها العظمي وطاقة الوضع المرونية عند قيمتها العظمي وتكون الطاقة الميكانيكية الكلية محفوظة.س. هل يمكن استخدام ساعة بندول في محطة فضائية دولية تتحرك في مدارها؟ وضح ذلك.
ج. لا، تكون المحطة الفضائية في حالة سقوط حر ولذلك تكون القيمة الظاهرية لثابت الجاذبية g صفرا ولا بتأرجح البندول
س. افترض انك أمسكت قضيبا فلزيا طوله 1m وضربت احد طرفيه بمطرقة في اتجاه مواز لطوله أولا ثم في اتجاه يصنع زاوية قائمة مع طوله ثانيا. صف الموجات المتولدة في الحالتين.
ج. تتولد في الحالة الأولي موجات طولية أما في الحالة الثانية فتتولد موجات مستعرضة
س. افترض انك وضعت إصبعك بشكل متكرر في حوض مملوء بالماء لتوليد موجات دائرية فماذا يحدث لطول الموجة إذا حركت إصبعك بسرعة؟
جيزداد تردد الموجات وتبقي السرعة نفسها ويقل الطول الموجي
س. افترض انك أحدثت نبضة واحدة في نابض مشدود فما الطاقة التي يتطلبها أحداث نبضة لها ضعف الاتساع؟
ج. تقريبا أربعة أضعاف الطاقة
س. تكون النبضة اليسري في كل واحدة من الموجات الموضحة في الشكل 7-19 أدناه هي النبضة الأصلية وتتحرك إلي اليمين وتكون النبضة الأصلية وتتحرك إلي اليمين وتكون النبضة اليمني هي النبضة المنتقلة صف صلابة الحد الفاصل عند النقاط A,B,C,D.
ج. يكون الحد الفاصل ِAأكثر صلابة أما الحد الفاصل B فيكون اقل صلابة ويكون الحد الفاصل C اقل صلابة ويكون الحد الفاصل D أكثر صلابة
إتقان حل المسائل
س. ماصات الصدمات: إذا كان ثابت كل نابض من نوابض سيارة وزنها 1200Nيساوي 25000N/m فكم ينضغط كل نابض إذا حملت السيارة بربع وزنها؟
ج. F=kx , x==0.12 m
س. إذا استطال نابض مسافة 0.12m عندما علق في أسفلة عدد من التفاحات وزنها 3.2N كما في الشكل 7-20 فما مقدار ثابت النابض؟
ج. F=kx , k==27 N/m
س. قاذفة الصواريخ: تحتوي لعبة قاذفة الصواريخ على نابض ثابتة يساوي 35N/m ما المسافة التي يجب أن ينضغطها النابض حتى يخزن طاقة مقدارها 1.5J؟
ج. PEsp=kx2 , x==0.29 m
س. ما مقدار طاقة الوضع المختزنة في نابض عندما يستطيل مسافة 16cm علما بان مقدار ثابتة يساوي 27N/m؟
ج. PEsp=kx2=0.35 J
س. يبين الشكل 7-12 العلاقة البيانية بين القوة المؤثرة في نابض وطوله ما مقدار:
ثابت النابض؟
ج. k=20N/m
س. الطاقة المختزنة في النابض عندما يستطيل ويصبح طوله 0.5m؟
ج. PEsp=0.5 bh=2.5 J
س. موجات المحيط: إذا كان طول موجة محيطية 12m وتمر بموقع ثابت كل 3s فما سرعة الموجة؟
س. v=ʎf=ʎ×=4 m/s
س. تنتقل موجة ماء في بركة مسافة 3.4m في 1.8s فإذا كان الزمن الدوري للاهتزازة الواحدة يساوي 1.1s فما:
سرعة موجات الماء؟
ج. v==1.9 m/s
س. الطول الموجي لهذه الموجات؟
ج. ʎ==2.1 m
س. السونار: يرسل سونار(جهاز يكشف المواقع تحت سطح الماء عن طريق الصدى) في الماء إشارة ترددها 1×106Hz وطولها الموجي يساوي 1.5mm فما:
سرعة الإشارة في الماء؟
ج. v= ʎf=1.5×103 m/s
الزمن الدوري للإشارة في الماء؟
ج. T==10-6 s
الزمن الدوري للإشارة في الهواء؟
ج. 10-6 s
س. جلس عمر وطارق بعد السباحة على شاطئ بركة وقدرا المسافة بين قاع الموجة السطحية والقمة التي تليه مباشرة في البركة بمقدار 3m فإذا عدا 12 قمة مرت بالشاطئ خلال 20s فاحسب سرعة تحرك الموجات.
ج. v=ʎf=3.6 m/s
س. الزلازل: إذا كانت سرعة الموجات المستعرضة الناتجة عن زلزال 8.9Km/s وسرعة الموجات الطولية 5.1Km/s وسجل جهاز السيزموجراف زمن وصول الموجات المستعرضة قبل وصول الموجات الطولية بـ68s فكم يبعد مركز الزلازل؟
ج. t==91 s
dT=Vt t=8.1×102 km
س. إذا كانت سرعة الموجة في وتر طوله 63cm تساوي 265m/s وقد حركته من مركزه بسحبه إلى أعلى ثم تركته فتحركن نبضة في كل اتجاه ثم تنعكس النبضتان عند نهايتي الوتر.
ما الزمن الذي تحتاج إليه النبضة حتى تصل طرف الوتر ثم تعود إلي مركزه؟
ج. 2.4×10-3 s
س. هل يكون الوتر اعلي موضع سكونه أم أسفله عندما تعود النبضتان؟
ج. تنقلب النبضات عندما تنعكس عن وسط أكثر كثافة لذلك تكون النبضة المنعكسة إلى أسفل
س. إذا حركت الوتر من نقطة تبعد 15cm عن احد طرفيه فأين تلتقي النبضتان؟
ج. 15cm من الطرف الآخر