فيديو السؤال: تحديد سرعة الموجات في وسطين مختلفين الفيزياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

تبدأ الموجتان، الموجة ‪A‬‏، والموجة ‪B‬‏ في التحرك من نقطتين تقعان على خط عمودي على اتجاه حركتهما، كما هو موضح في الشكل. تتحرك الموجتان عبر منطقتين تحتويان على وسطين يختلفان في خواصهما. المنطقتان لهما الطول نفسه. الطول الموجي للموجة ‪A‬‏ يساوي 1.5 متر، وترددها 50 هرتز. الطول الموجي للموجة ‪B‬‏ يساوي 2.5 متر، وترددها 20 هرتز. أي العبارات الآتية صواب؟ أ: تصل الموجة ‪A‬‏ إلى طرف المنطقة المقابل للطرف الذي بدأت منه قبل وصول الموجة ‪B‬‏. ب: تصل الموجة ‪A‬‏ إلى طرف المنطقة المقابل للطرف الذي بدأت منه بعد وصول الموجة ‪B‬‏. ج: تصل الموجتان ‪A‬‏ و‪B‬‏ إلى طرف المنطقة المقابل للطرف الذي بدأتا منه عند نفس اللحظة.

للإجابة عن هذا السؤال، علينا تحديد سرعتي الموجتين. بما أن الموجتين تبدآن من النقطة نفسها ويجب أن تقطعا نفس المسافة للوصول إلى الطرف، فإننا نعلم أن الموجة التي تتحرك بسرعة أكبر ستصل إلى الطرف أولًا. علمنا من المعطيات الطول الموجي والتردد لكل موجة. لذا علينا أن نتذكر أنه يمكننا ربط هذه الكميات بسرعة الموجة ‪𝑠‬‏ باستخدام صيغة سرعة الموجة: ‪𝑠‬‏ تساوي ‪𝑓‬‏ في ‪𝜆‬‏؛ حيث ‪𝑓‬‏ هو التردد و‪𝜆‬‏ هو الطول الموجي.

دعونا نطبق هذه الصيغة على كلتا الموجتين، بدءًا بالموجة ‪A‬‏. علمنا أن تردد الموجة ‪A‬‏ يساوي 50 هرتز، وطولها الموجي 1.5 متر. ولذا نعلم أن سرعة الموجة ‪A‬‏ تساوي 50 هرتز مضروبًا في 1.5 متر، وهو ما يساوي 75 مترًا لكل ثانية.

لنوجد بعد ذلك سرعة الموجة ‪B‬‏. علمنا أن تردد الموجة ‪B‬‏ يساوي 20 هرتز، وطولها الموجي يساوي 2.5 متر. ومن ثم، فإن سرعتها تساوي 20 هرتز مضروبًا في 2.5 متر، وهو ما يساوي 50 مترًا لكل ثانية.

بناء على ذلك، يمكننا القول إن الموجة ‪A‬‏ أسرع من الموجة ‪B‬‏. هذا يعني أن الموجة ‪A‬‏ تصل إلى الطرف أولًا. وهذا يتوافق مع العبارة المذكورة في الخيار أ، الذي يمثل إجابتنا النهائية. باستخدام صيغة سرعة الموجة، نعلم أن الموجة ‪A‬‏ تصل إلى طرف المنطقة المقابل للطرف الذي بدأت منه قبل وصول الموجة ‪B‬‏.