فيديو السؤال: الموجات المستعرضة والطولية الفيزياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل التالي موجة مستعرضة. ما سعة هذه الموجة؟

حسنًا، في هذا السؤال، لدينا تمثيل بياني. وفي هذا التمثيل البياني، يمكننا رؤية الإزاحة ممثلة على المحور الرأسي، والزمن ممثلًا على المحور الأفقي. علمنا من المعطيات أن هذا الشكل يوضح موجة مستعرضة. بعبارة أخرى، لنفترض أن لدينا جسيمًا عند هذا الموضع الذي سنقول إنه موضع اتزانه أو سكونه قبل وصول الموجة. في هذه الحالة، يوضح التمثيل البياني أنه عند الزمن صفر ثانية، تحرك الجسيم من موضعه الأصلي لمسافة حوالي 1.2 متر نحو الأسفل. ثم، بمرور الزمن، نلاحظ كيف تتغير إزاحة هذا الجسيم. بعبارة أخرى، عند الزمن 0.5 ثانية، نجد أن الجسيم أصبح في هذا الموضع. وعند الزمن ثانية واحدة، يكون الجسيم هنا، وهكذا.

مطلوب منا الآن إيجاد سعة الموجة. لمساعدتنا في الإجابة عن هذا السؤال، يمكننا أن نتذكر أن سعة الموجة تعرف بأنها الإزاحة العظمى لوسط يتعرض لاهتزازات مقيسة من موضع الاتزان. في هذه الحالة تحديدًا، ما نتخيله هو أن الوسط الذي يتعرض لاهتزازات هو هذا الجسيم. لا يشترط أن يكون الوسط جسيمًا بالطبع، ولكن هكذا نتخيل. والسعة المترتبة على اهتزازات هذا الجسيم هي ببساطة الإزاحة العظمى لهذا الجسيم من موضع اتزانه، أي الموضع الذي سيوجد فيه الجسيم إذا لم تكن هناك موجة. بعبارة أخرى، يناظر ذلك إزاحة تساوي صفرًا.

ومن ثم، إذا نظرنا إلى هذا التمثيل البياني، يمكننا القول إن موضع الاتزان يناظر إزاحة الجسيم التي تساوي صفرًا. ولإيجاد السعة، علينا إيجاد الإزاحة العظمي. بعبارة أخرى، ما أبعد مسافة يفترض لهذا الجسيم أن ينزاحها من موضع اتزانه؟ يمكننا أن نرى أن أكبر إزاحة ممكنة هي هذه الإزاحة هنا، أي عند إزاحة الجسيم بهذا المقدار من موضع اتزانه. وهذه الإزاحة تحديدًا تساوي 1.5 متر.

لاحظ أن الجسيم سينزاح في كلا الاتجاهين من موضع اتزانه. في هذه الحالة، نفترض أن الإزاحة لأعلى موجبة والإزاحة لأسفل سالبة. هذا يعني أن الإزاحة لأسفل في هذا الاتجاه بمقدار 1.5 متر هي إزاحة بنفس المقدار، ولكن في الاتجاه العكسي نظرًا لوجود الإشارة السالبة. وهكذا، يمكننا استخدام هذا القياس لإيجاد سعة الموجة أيضًا. كل ما علينا فعله هو الانتباه إلى أن السعة تساوي قيمة موجبة؛ لأن ما يعنينا فقط هو مقدار أو قياس الإزاحة العظمى عند إيجاد السعة.

ومن ثم باستخدام أي من هاتين القيمتين، يمكننا أن نلاحظ أن مقدار أو قياس الإزاحة العظمى لهذه الموجة يساوي 1.5 متر.