ملف تدريبي: الموجات المستعرضة في خيط

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على رَبْط سرعة انتشار الموجة في خيط بأبعاد الخيط وقوة الشد فيه.

س١:

افترض أنَّ كبلًا يمكن تعليقه فوق الأرض ويمتدُّ حول العالم، ويتطلَّب ذلك كبلًا طوله 40‎ ‎030 km. إذا كان الكبل كتلته 1.75 kg لكل متر من طوله، وإذا كانت الموجة تنتقل بطول الكبل في يوم واحد، ما الشد المطلوب في الكبل؟

س٢:

كبل نحاس رفيع وكبل ألومنيوم رفيع كلاهما يهتز، وتنتشر الموجات عبرهما. تنتقل الموجات في كبل النحاس بسرعة 33.0 m/s، وتنتقل الموجات في كبل الألومنيوم بسرعة 55.0 m/s. أوجد نسبة الشد في كبل النحاس إلى الشد في كبل الألومنيوم. اعتبر 0.0149 kg/m قيمة الكثافة الطولية للنحاس، 0.00472 kg/m قيمة الكثافة الطولية للألومنيوم.

س٣:

شُدَّ وتر طوله 5.2 m من أحد طرفيه بقوة مقدارها 2.8 N، وجُعِل الطرف الآخَر من الوتر يهتز. انتشرتْ موجات على طول الوتر بسرعة مقدارها 16.6 m/s. ما كتلة الوتر؟

س٤:

أي المعادلات الآتية تربط بصورة صحيحة السرعة، 𝑣، لموجة على طول وتر، بكتلة الوتر 𝑚، والشد 𝑇 في الوتر، وطول الوتر 𝑙؟

  • أ 𝑣 = 𝑚 𝑙 𝑇
  • ب 𝑣 = 𝑇 𝑚 𝑙
  • ج 𝑣 = 𝑇 𝑙 𝑚
  • د 𝑣 = 𝑇 𝑙 𝑚
  • ه 𝑣 = 𝑚 𝑙 𝑇

س٥:

وتر طوله 3.3 m، وكتلته 115 g. الوتر مشدود من أحد طرفيه بواسطة قوة مقدارها 25 N. عندما يهتز الطرف الآخَر من الوتر، تنتشر موجات على طول الوتر. ما السرعة التي تنتشر بها الموجات على طول الوتر؟

س٦:

يُنتِج وتر في آلة موسيقية موجاتٍ تردُّدها 256 Hz. طول الوتر يساوي أربعة أطوال موجية كاملة من هذه الموجات. كتلة الوتر 5.5 g، ومقدار الشد فيه 16 N.

بأيِّ سرعة تنتشر الموجات على طول الوتر؟

ما الطول الموجي للموجات على الوتر؟

ما نسبة الطول الموجي لموجات الصوت في الهواء الناتجة بواسطة الوتر إلى الطول الموجي للموجات على الوتر، إذا كانت سرعة الصوت في الهواء قرب الوتر تساوي 330 m/s؟

س٧:

الوتران: الوتران I والوتر II، لهما نفس الطول والكتلة. تنتشر الموجات على طول كلا الوترين، متولِّدة بواسطة اهتزازات لها نفس التردُّد. الطول الموجي للموجات المنتشرة على طول الوتر I يساوي ضعف الطول الموجي للموجات المنتشرة على طول الوتر II. إذا كان الشد في الوتر II يساوي 24 N، فما مقدار الشد في الوتر I؟

س٨:

وتر طوله 1.96 m وكتلته 65 g. الوتر مشدود من أحد طرفَيْهِ، والطرف الآخَر يهتز. انتشرت الموجات على طول الوتر بسرعة 15 m/s. ما مقدار القوة المؤثِّرة على طرف الوتر المُثبَّت ليبقى مشدودًا؟

س٩:

الكثافة الطولية لكبل معدني يتعرض لقوة شد مقدارها 1‎ ‎100 N تساوي 0.0095 kg/m. تنتشر موجات مستعرضة تردُّدها 24 Hz على طول الكبل. ما عدد الأطوال الموجية التي تقطعها الموجات المنتشرة على الكبل خلال زمن قدره 3.25 s؟

س١٠:

الوتران: الوتر I، والوتر II طولهما ومقدار الشد فيهما متساوٍ. جُعِل الوتران يهتزان في نفس الوقت لتنتشر نبضات الموجة على كلٍّ منهما. عند الزمن 𝑡 seconds كانت النبضتان قد انتشرتا مسافتي 𝑑، 𝑑، على الترتيب، على الوترين.

أيُّ وتر كتلته أكبر؟

  • أالوتر II
  • بالوتر I

إذا كان 𝑑=0.75𝑑، فما نسبة كتلة الوتر الأثقل إلى كتلة الوتر الأخف؟

  • أ1.8
  • ب0.75
  • ج1.3
  • د0.90
  • ه1.2

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