ورقة تدريب الدرس: تغيُّر التردُّد نتيجة تأثير دوبلر الفيزياء

في ورقة التدريب هذه، سوف نتدرَّب على إيجاد تردُّدات موجات الصوت كما تقاس بواسطة راصد يتحرَّك بالنسبة إلى مصدر الصوت.

س١:

تنتشر موجة صوتية بسرعة مقدارها 343 m/s، وتنبعث من آلة حفر مهتزة تستخدم في موقع صيانة على جانب أحد الطرق. تتحرَّك سيارة على الطريق باتجاه آلة الحفر بسرعة مقدارها 24 m/s. تردُّد الموجات الصوتية الصادرة عن آلة الحفر التي يسمعها سائق السيارة 972 Hz. ما تردُّد اهتزاز آلة الحفر؟ أوجد إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س٢:

انبعثت موجات صوتية تردُّدها 1.86 kHz من رجل يَصيح على درَّاج عابر. يتحرَّك الدرَّاج بسرعة 11 m/s مُبتعِدًا عن الرجل. تنتشر الموجات الصوتية بسرعة مقدارها 343 m/s. ما تردُّد الموجات الصوتية الصادرة عن الرجل التي يسمعها الدرَّاج؟ قرِّب إجابتك لأقرب منزلتين عشريتين.

س٣:

انبعثت موجة من مصدر يتحرَّك بالنسبة إلى راصد ساكن بسرعة 𝑣؛ حيث قيمة 𝑣 الموجبة تقابل حركة المصدر باتجاه الراصد. تنتشر الموجة بسرعة 𝑣. أيُّ المعادلات التالية يمثِّل بصورة صحيحة العلاقة بين التردُّد 𝑓، المقيس عند مصدر الموجة، والتردُّد 𝑓 للموجة المقيس بواسطة الراصد؟

  • أ𝑓=𝑓(𝑣𝑣)(𝑣+𝑣)
  • ب𝑓=𝑓𝑣(𝑣+𝑣)
  • ج𝑓=𝑓𝑣(𝑣𝑣)
  • د𝑓=𝑓(𝑣+𝑣)(𝑣𝑣)

س٤:

تنبعث موجة من مصدر ثابت، وتنتشر بسرعة 𝑣. أيٌّ من المعادلات الآتية يربط بشكل صحيح بين التردُّد 𝑓 المقيس عند مصدر الموجة، والتردُّد 𝑓 للموجة كما يُقاس بواسطة راصد يتحرَّك بالنسبة إلى المصدر بسرعة 𝑣؛ حيث قيم 𝑣 الموجبة تقابل حركة الراصد باتجاه المصدر؟

  • أ𝑓=𝑓(𝑣𝑣)𝑣
  • ب𝑓=𝑓(𝑣+𝑣)𝑣
  • ج𝑓=𝑓(𝑣+𝑣)(𝑣𝑣)
  • د𝑓=𝑓(𝑣𝑣)(𝑣+𝑣)

س٥:

انطلق إنذار حريق في طابق بأحد المباني؛ حيث يُجرى تدريب للحرائق، فانبعثتْ موجات صوتية انتشرتْ بسرعة 343 m/s. أسقط شخص، عن طريق الخطأ، هاتفه إلى أسفل السلالم وهو يُغادر المبنى أثناء محادثة، وسمع الشخص الذي يتحدث معه صوت إنذار الحريق في نفس لحظة ارتطام الهاتف بالأرض على أن له تردد 12.3 kHz. سقط الهاتف من الطابق الذي انطلق فيه الإنذار، وارتطم بالأرض متحرِّكًا بسرعة 18 m/s. ما تردُّد الإنذار؟ أوجد الإجابة لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س٦:

تصدر موجات صوتية بتردُّد 2.25 kHz من مكبِّر صوت في نظام صوتي لأحد الفعاليات الرياضية للسيارات. تتحرَّك سيارة مشاركة في السباق بسرعة 33 m/s باتجاه مكبِّر الصوت. تنتشر الموجات الصوتية بسرعة 343 m/s. ما تردُّد الموجات الصوتية الصادرة من مكبِّر الصوت التي يسمعها سائق السيارة؟ أوجد الإجابة لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س٧:

تحلق طائرتان في اتجاه واحد، الطائرة الأمامية توجد مباشرة أمام الطائرة التي تتبعها، كما هو موضَّح في الشكل. الشكل غير مرسوم حسب مقياس رسم. تحلِّق الطائرة الأمامية بسرعة 288 m/s. كان تردُّد موجات الصوت الصادرة من الطائرة التابعة حسبما قيس عن طريق الطائرة الأمامية يساوي 1.11 مثل تردُّد موجات الصوت الصادرة من الطائرة التابعة كما قيس بواسطة الطائرة التابعة نفسها. تنتشر موجات الصوت في الهواء فيما بين الطائرتين بسرعة 350 m/s. ما سرعة الطائرة التابعة؟

س٨:

مسافر على رصيف محطة القطار يسمع قطارًا يقترب. يُنتج القطار صوتًا تردُّده 7.44 kHz، ما يسمعه المسافر على أن تردُّده 6.98 kHz. تنتشر موجات الصوت القادمة من القطار بسرعة 344 m/s. ما السرعة التي يقترب بها القطار من المحطة؟

س٩:

عامل بمطار سمع صوت طائرة أثناء هبوطها، تصدر من محركاتها موجات صوت تردُّدها 444 Hz، وذلك مع اقترابها من العامل بسرعة 45.5 m/s. تنتشر موجات الصوت بسرعة 341 m/s.

ما تردُّد الصوت الذي سمعه العامل صادرًا من الطائرة؟ أوجد الإجابة لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

ما تردُّد الصوت الذي يسمعه عامل آخَر يصدر من الطائرة، بافتراض أنَّ العامل الآخَر على الطرف المقابل للطائرة بالنسبة إلى العامل الأول؛ وأن الطائرة تتحرَّك على طول خط يتقاطع مع كلا العاملين؟ أوجد الإجابة لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

س١٠:

يقفز قافز بالحبل المطاط من فوق جسر، ثم يبدأ في الصعود لأعلى باتجاه الجسر بسبب تقلُّص الحبل المطاطي. يسمع القافز هتافًا تردُّده 3.21 kHz عند اللحظة 𝑡 من بعض المتفرِّجين. يَجِد المتفرِّجون هتافهم تردُّده 3.19 kHz. ينتشر صوت الهتاف بسرعة 343 m/s. ما السرعة التي يتحرَّك بها القافز عند اللحظة 𝑡؟

يتضمن هذا الدرس 7 من الأسئلة الإضافية للمشتركين.

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