ملف تدريبي: ظاهرة دوبلر

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب التغير في تردد الموجات المنبعثة من مصدر يتحرك بالنسبة للمراقب.

س١:

انقض صقر لأسفل ليُمسك بفأر وهو يطلق صرخة صاخبة. انقض الصقر على الفأر بسرعة 25.0 m/s، وكان تردُّد الصرخة 3500 Hz. ما تردد الصرخة كما سمعها الفأر؟ استخدم القيمة 331 m/s للتعبير عن سرعة الصوت في الهواء.

  • أ 3 . 4 5 × 1 0 H z
  • ب 3 . 9 0 × 1 0 H z
  • ج 3 . 6 3 × 1 0 H z
  • د 3 . 3 1 × 1 0 H z
  • ه 3 . 7 9 × 1 0 Hz

س٢:

قطار ركاب وصل إلى تقاطع وأصدر صوتًا بالبوق ليصنع نغمة تردُّدها 200 Hz. قام مراقب عند التقاطع بقياس تردُّد بوق القطار فوجده 208 Hz. سرعة الصوت في المنطقة المجاورة للقطار تساوي 335 m/s.

ما سرعة القطار؟

إذا ظلَّت سرعة القطار ثابتة، فما التردُّد الذي قاسه المراقب عند ابتعاد القطار عنه؟

س٣:

ما أقل سرعة يجب أن يتحرك بها مصدر باتجاهك كي تتمكَّن من معرفة أن تردده قد تغيَّر بفعل تأثير دوبلر؟ بمعنى: ما السرعة التي تُحدِث تغيُّرًا بنسبة 0.300% في يوم تكون فيه سرعة الصوت 331 m/s؟

س٤:

يُحلِّق نسران أحدهما في اتجاه الآخَر؛ فيُحلِّق النسر الأكبر بسرعة 15.0 m/s، ويُحلِّق النسر الأصغر بسرعة 20.0 m/s. يُصدِر النسران صفيرًا، ويبلغ تردُّد الصفير المُنبعِث من النسر الأكبر 3200 Hz، ويبلغ تردُّد الصفير المُنبعِث من النسر الأصغر 3800 Hz. سرعة الصوت 330 m/s.

ما تردُّد الصفير كما يسمعه النسر الأكبر الذي يُحلِّق بسرعة 15.0 m/s؟

ما تردُّد الصفير كما يسمعه النسر الأصغر الذي يُحلِّق بسرعة 20.0 m/s؟

س٥:

سيارتان بهما آلات تنبيه تردُّدها 800 Hz. تتحرَّك السيارتان في اتجاهين متقابلين، وتصدر كلتاهما أصوات التنبيه. تتحرَّك السيارة س بسرعة 65.00 mph، وتتحرَّك السيارة ص بسرعة 75.00 mph. اعتبر 343 m/s قيمة سرعة الصوت.

ما مقدار تردد النبضات التي يسمعها سائق السيارة س؟

ما مقدار تردُّد النبضات التي يسمعها سائق السيارة ص؟

س٦:

يركض طالبان 𝐴، 𝐵 في خط مستقيم؛ حيث كان الطالب 𝐴 خلف الطالب 𝐵. يحمل الطالب 𝐴 شوكة رنانة تهتز بتردد 1024 Hz، ويحمل الطالب 𝐵 شوكة رنانة تهتز بتردد 888 Hz. يركض الطالب 𝐴 بسرعة 𝑣=7.00/ms، بينما يركض الطالب 𝐵 بسرعة 𝑣=8.00/ms. سرعة الصوت في المنطقة التي حول الطالبين تساوي 345.00 m/s.

ما تردُّد النبضة التي يسمعها الطالب 𝐴؟

ما تردُّد النبضة التي يسمعها الطالب 𝐵؟

س٧:

يجري الطالب A مُسرِعًا في مدخل المدرسة بسرعة 8.00 m/s في اتجاه جدار خرساني حاملًا شوكة رنانة تهتز بتردُّد 1280 Hz، بينما يقف الطالب B في وضع السكون عند الجدار. سرعة الصوت في المنطقة حول الطالبين تساوي 345 m/s.

ما تردُّد موجات الصوت المُنبعِثة من الشوكة الرنانة الذي يسمعه الطالب B؟

ما تردُّد النبضة التي يسمعها الطالب A الناتجة عن تداخُل الموجات المُنبعِثة من الشوكة الرنانة وموجات الصوت المنعكسة عن الجدار الخرساني؟

س٨:

يستمع راصد ساكن إلى صوت يقيسه، فيجد أن تردده 1000 Hz عندما يقترب مصدر الصوت، و850 Hz عندما يبتعد مصدر الصوت. يتحرَّك مصدر الصوت بالنسبة إلى الراصد في خط مستقيم بسرعة ثابتة تبلغ 75 mph. ما درجة حرارة الهواء الذي ينتشر الصوت فيه؟

س٩:

حرَّك شخص شوكة رنانة في اتجاهه بسرعة 5.00 m/s في أحد الأيام عندما كانت سرعة الصوت 340 m/s. ما نسبة التردُّد الملاحظ لموجات الصوت المُنبعِثة من الشوكة الرنانة المتحرِّكة إلى التردُّد الملاحظ عندما كانت الشوكة الرنانة ساكنة؟

س١٠:

تردُّد صفارة إنذار في سيارة إسعاف تتجه نَحْوَك يساوي 940 Hz. أنت تقف على جانب الطريق وترصُد تردُّدًا يساوي 1000 Hz. ما مقدار سرعة سيارة الإسعاف إذا كانت سرعة الصوت 𝑣=343 m/s؟

س١١:

سمع أحد المشاهدين في أحد المواكب نغمة تردُّدها 685 Hz من عازف بوق يقترب منه. كان تردُّد النغمة التي يعزفها عازف البوق 678 Hz. أوجد السرعة التي يقترب بها عازف البوق من المشاهد. استخدِم القيمة 338 m/s لسرعة الصوت.

س١٢:

كانت تجارب إزاحة دوبلر تُجرى سابقًا بالاستعانة بفرقة موسيقية تعزف على متن قطار. كان عازف البوق يعزف في عربة مكشوفة متحرِّكة نغمة تردُّدها 0.305 kHz. كان تردُّد موجات الصوت التي يسمعها شخص في حالة سكون على الرصيف 0.350 kHz. ما سرعة العربة إذا كانت درجة حرارة الهواء 27.5C؟

س١٣:

يشاهد شخص سيارة إسعاف تتحرَّك نحوه بسرعة 110 km/h. تُصدِر صفارة إنذار سيارة الإسعاف صوتًا ثابتًا تردده 800Hz.

ما التردُّد الذي يسمعه الشخص عندما تقترب سيارة الإسعاف منه؟

تجتاز سيارة الإسعاف الشخص وتستمر بنفس السرعة. ما تردُّد الصوت الذي يسمعه الشخص عندما تبتعد سيارة الإسعاف عنه؟

س١٤:

في أحد العروض الجوية، طارتْ طائرة مباشرة في اتجاه حشدٍ من الناس بسرعة مقدارها 1031 km/h باعثة تردُّدًا مقداره 3821 Hz في يوم ما عندما كانتْ سرعة الصوت تساوي 342 m/s.

ما تردُّد الصوت المسموع بالنسبة إلى الأشخاص الموجودين في الحشد؟

ما تردُّد الصوت المسموع بالنسبة إلى الحشد عند طيران الطائرة مبتعدةً عنهم؟

س١٥:

تتحرَّك مجرة مُبتعدةً عن الأرض بسرعة 110 km/s، وتبعث ضوءًا طوله الموجي 501 nm؛ هو الطول الموجي المميز للأكسجين الثنائي التأين. ما الطول الموجي الذي نرصده على الأرض؟ اكتب إجابتك لأقرب 5 أرقام معنوية.

س١٦:

ضابط دورية على طريق سريع يستخدم جهازًا يقيس سرعة المركبات بارتداد موجات الرادار منها وقياس إزاحة دوبلر. تردُّد موجات الرادار الصادرة يساوي 200 GHz، وتردُّد موجات الصدى العائدة أعلى بمقدار 25.0 kHz. ما سرعة المركبة؟

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