ملف تدريبي: أوضاع الاهتزاز العمودي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب أرقام الأنماط ومواضع العقد والبطون في الموجات الموقوفة.

س١:

أنبوب آلة أرغن طوله 3.00 m، وطرفاه مغلقان.

تبلغ سرعة الصوت 343 m/s.

احسب الطول الموجي لنغمة الرنين الأولى.

احسب الطول الموجي لنغمة الرنين الثانية.

احسب الطول الموجي لنغمة الرنين الثالثة.

احسب تردد نغمة الرنين الأولى.

احسب تردد نغمة الرنين الثانية.

احسب تردد نغمة الرنين الثالثة.

س٢:

موجة صوتية تردُّدها 2.00 kHz صادرة عن خيط يهتز فيصدر النغمة التوافقية السادسة 𝑛=6. الكثافة الطولية للخيط تساوي 0.0065 kg/m، وطول الخيط يساوي 1.50 m. ما مقدار الشد في الخيط؟

س٣:

وتر كثافته الطولية 𝜇=0.00700/kgm وطوله 𝐿=0.700m ومقدار الشد في الوتر 𝐹=110N ويصدر النغمة التوافقية الثالثة 𝑛=3. ما تردُّد الاهتزازات؟

س٤:

ثُبِّت وتر جيتار من النايلون بين عمودين يبعد كلٌّ منهما عن الآخر 2.00 m. الكثافة الطولية للوتر 𝜇=7.20/gm ومقدار الشد فيه 160.00 N. وُضِع الوتر بالقرب من أنبوب مفتوح من الطرفين طوله 𝐿. ضُرب الوتر فأصدر النغمة التوافقية الثالثة 𝑛=3. إذا كانت سرعة الصوت 343 m/s، فما طول الأنبوب؟

س٥:

ما طول أنبوب تردُّد النغمة الأساسية خلاله 176 Hz، وتردُّد النغمة الفوقية الأولى 352 Hz، إذا كانت سرعة الصوت 343 m/s؟

س٦:

خيط طوله 4.0 m تحت تأثير قوة شد ثابتة. تبلغ الكثافة الطولية للخيط 0.0060 kg/m، ويهتز الخيط بتردُّدَيْ رنين مقداراهما 400 Hz و480 Hz، ولا توجد تردُّدات رنين بين هذين التردُّدين.

ما الطول الموجي عندما يكون التردُّد 400 Hz؟

ما الطول الموجي عندما يكون التردُّد 480 Hz؟

ما قيمة الشد في الخيط؟

س٧:

أنبوب طوله 4.0 م مفتوح من أحد طرفَيْهِ ومُغلَق من الطرف الآخَر، يوجد في غرفة درجة حرارتها 22C. وُضع مُكبِّر صوت يُمكِنه إنتاج تردُّدات مُتغيِّرة عند الطرف المفتوح واستُخدِم في إحداث رنين داخل الأنبوب.

ما الطول الموجي للتردُّد الأساسي في الأنبوب؟

ما التردُّد الأساسي في الأنبوب؟

ما الطول الموجي للنغمة الفوقية الأولى في الأنبوب؟

ما تردُّد النغمة الفوقية الأولى في الأنبوب؟

س٨:

التردُّد الأساسي لآلة الباصون يساوي 90.0 Hz. هذه الآلة مفتوحة من الطرفين.

ما تردُّد النغمة الفوقية الأولى؟

ما تردُّد النغمة الفوقية الثانية؟

ما تردُّد النغمة الفوقية الثالثة؟

س٩:

وتر طوله 2.00 m، وكثافته الطولية 0.00560 kg/m، يتعرَّض لقوة شد مقدارها 1.00×10 N. عند درجة حرارة هواء تساوي 20.0C، كم يجب أن يكون طول الأنبوب المفتوح من كِلا طرفَيْهِ ليكون له نفس تردُّد النغمة التوافقية الخامسة في الوتر؟

س١٠:

يمكن تمثيل آلة المزمار في صورة أنبوب مفتوح من الطرفين. ما طول المزمار اللازم ليكون تردُّد النغمة الأساسية خلاله 110 Hz، في يوم تكون فيه سرعة الصوت مقدارها 343 m/s؟

س١١:

ترن قناة الأذن كأنها أنبوب مغلق من طرف واحد. يتراوح طول قنوات الأذن بين 1.62 و2.43 cm في البشر العاديين.

أوجد الحد الأدنى لترددات الرنين الأساسية لهواء عند درجة حرارة 37.5C.

أوجد الحد الأعلى لترددات الرنين الأساسية لهواء عند درجة حرارة 37.5C.

س١٢:

زُوِّد أنبوب بمكبس متحرِّك، مكوِّنا أنبوبًا متغير الطول. ضُربت شوكة رنانة تردُّدها 256 Hz، ووُضعت بجانب الأنبوب، وانزلق المكبس لأسفل الأنبوب حتى حدث الرنين. يحدث الرنين عندما يكون الأنبوب على مسافة 231 cm من الطرف المفتوح للأنبوب. انزلق المكبس مجددًا لأسفل الأنبوب حتى حدث الرنين مرة أخرى. هذه المرة كان المكبس على مسافة 165 cm من الطرف المفتوح للأنبوب.

ما سرعة الصوت في الأنبوب؟

ما المسافة بين المكبس والطرف المفتوح من الأنبوب عند حدوث الرنين في المرة التالية؟

س١٣:

يُشَدُّ وتر طوله 2.00 متر بين دعامتين. يَنْتج عن الشد في الوتر موجات سرعتها 50.0 m/s.

ما الطول الموجي للنمط الرنيني الأول على الوتر؟

ما الطول الموجي للنمط الرنيني الثاني على الوتر؟

ما الطول الموجي للنمط الرنيني الثالث على الوتر؟

ما تردُّد النمط الرنيني الأول على الوتر؟

ما تردُّد النمط الرنيني الثاني على الوتر؟

ما تردُّد النمط الرنيني الثالث على الوتر؟

س١٤:

تردد النغمة الأساسية لآلة توبا، المغلقة من أحد طرفَيْها، يساوي26.0 Hz. ما تردد نغمتها الفوقية الثالثة؟

س١٥:

أنبوب في آلة الأرغن مُغلَق من طرف واحد. تردُّد النغمة الأساسية في الأنبوب 512 Hz عندما تكون درجة حرارة الهواء 25.0 ℃.

ما طول الأنبوب؟

ما تردُّد النغمة الأساسية في الأنبوب عند درجة حرارة 18.0 ℃؟

س١٦:

لدينا الدالتان الموجيتان 𝑦(𝑥,𝑡)=𝐴(𝑘𝑥𝜔𝑡)sin، 𝑦(𝑥,𝑡)=𝐴(𝑘𝑥𝜔𝑡+𝜙)sin؛ حيث 𝑥 مقيسة بالمتر، 𝑡 مقيس بالثانية. الموجة المحصلة للدالتين هي 𝑦=2𝐴𝑘𝑥+𝜙2𝜔𝑡+𝜙2sincos. 𝐴=0.0300m، 𝑘=1.26، 𝜔=𝜋، 𝜙=𝜋10.

تُقاس مواضع عُقد الدالة الموجية من النقطة 𝑥=0، في الاتجاه الموجب للمحور 𝑥.

ما موضع أول عُقدة في الموجة المحصلة؟

ما موضع ثاني عُقدة في الموجة المحصلة؟

ما موضع ثالث عُقدة في الموجة المحصلة؟

س١٧:

أنبوب أرغن طوله 5.00 متر مغلق من أحد طرفَيْه. أوجد تردد النغمة التوافقية الثالثة. اعتبر القيمة 345 m/s قيمة سرعة الصوت.

س١٨:

أنبوبة طولها 0.800 m مفتوحة من الطرفين. درجة حرارة الهواء 26.0C. يتذبذب الهواء في الأنبوبة باستخدام مُكبِّر صوت متصل بمولِّد إشارات.

أوجد الطول الموجي للنغمة التوافقية الأولى في الأنبوبة.

أوجد الطول الموجي للنغمة التوافقية الثانية في الأنبوبة.

أوجد تردُّد النغمة التوافقية الأولى في الأنبوبة.

أوجد تردُّد النغمة التوافقية الثانية في الأنبوبة.

س١٩:

خيط مُثبَّت من الطرفين. كتلة الخيط 0.00900 kg وطوله 3.00 m. يتعرَّض الخيط لشد مقداره 200.00 N. يتصل الخيط بمصدر متغيِّر التردُّد لإنتاج موجات موقوفة عبر الخيط.

أوجد الطول الموجي للنغمة التوافقية الأولى للموجات الموقوفة عبر الخيط.

أوجد الطول الموجي للنغمة التوافقية الثانية للموجات الموقوفة عبر الخيط.

أوجد الطول الموجي للنغمة التوافقية الثالثة للموجات الموقوفة عبر الخيط.

أوجد الطول الموجي للنغمة التوافقية الرابعة للموجات الموقوفة عبر الخيط.

أوجد تردُّد النغمة التوافقية الأولى للموجات الموقوفة عبر الخيط.

أوجد تردُّد النغمة التوافقية الثانية للموجات الموقوفة عبر الخيط.

أوجد تردُّد النغمة التوافقية الثالثة للموجات الموقوفة عبر الخيط.

أوجد تردُّد النغمة التوافقية الرابعة للموجات الموقوفة عبر الخيط.

س٢٠:

أنبوب طوله 2.5 متر مفتوح من كِلا الطرفين، وُضِع في غرفة عند درجة حرارة 𝑇=27.5C. وُضِعَ عند أحد طرفيه مُكبِّر صوت قادر على إنتاج تردُّدات مُتغيِّرة واستُخدِم لإحداث رنين في الأنبوب.

ما التردُّد الأساسي للأنبوب؟

ما الطول الموجي للنغمة الفوقية الأولى للأنبوب؟

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