درس: الاهتزازات الحرة والقسرية الفيزياء

في هذا الدرس، سوف نتعلَّم كيف نَصِف تأثير التردُّد القسري على سعة الاهتزاز، وكيف تقلُّ السعة نتيجة التبديد.

ورقة تدريب الدرس

س١:

يوضِّح التمثيل البياني التغيُّرات في الإزاحة مُقابِل الزمن لهزَّاز توافقي بسيط يفقد الطاقة وهو يهتز اهتزازًا حرًّا. أيُّ خط يُمثِّل الهزَّاز في حالة الإخماد الحرج؟

س٢:

ثُبِّتَ زنبرك في وضع أفقي على حائط صُلب، كما هو موضَّح في الشكل. كان طرف الزنبرك غير المُثبَّت على الحائط يتصل بلوح صُلب. البندول 𝐿 يتدلَّى رأسيًّا من منصة قريبة من الزنبرك. كان اللوح في البداية عند النقطة 𝑥، التي تُمثِّل موضع اتزان الزنبرك. أُزِيحَ الزنبرك مسافة Δ𝑥، ثم تُرِكَ. دفع الزنبرك المرتد اللوح نَحْوَ ثقل البندول؛ فتسبَّب ذلك في حركة البندول حركة توافقية بسيطة. يتغيَّر الطول 𝐿 عن طريق رفع أو خفض المنصة المُعلَّق بها البندول، ويضمن ذلك اصطدام ثقل البندول دائمًا بمركز اللوح. قِيسَت سعة اهتزاز البندول لقِيَم مختلفة للطول 𝐿 حتى حُدِّدت قيمة 𝐿 التي كانت عندها السعة أكبر ما يُمكِن. بالنسبة إلى قيمة 𝐿 تلك، أيٌّ من الآتي يربط بطريقة صحيحة بين التردُّد الطبيعي للزنبرك 𝑓اك، والتردُّد الطبيعي للبندول 𝑓اول؟

س٣:

ثُبِّت زنبرك أفقي على حائط، كما هو موضَّح في الشكل. التردُّد الطبيعي للزنبرك يساوي 55 Hz. غطَّى لوح صلب طرف الزنبرك المقابل لطرف الزنبرك المُثبَّت بالحائط. يهتزُّ مكبِّر صوت بتردُّد 250 Hz، ويتسبَّب في اهتزاز جسيمات الهواء التي بينه وبين اللوح المُثبَّت على الزنبرك. أيُّ التردُّدات الآتية أقرب إلى التردُّد الذي سيهتزُّ به الزنبرك؟

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.