حل الفصل السابع الاهتزازات والموجات كتاب فيزياء 2 للمرحلة الثانوية و حلول كتاب الفيزياء 2 المرحلة الثانوية للعام الدراسي 1442 هـ.
يتضمن الفصل السابع ثلاثة دروس هي على الترتيب: الحركة الدورية - خصائص الموجات - سلوك الموجات، بالإضافة إلى تقويم الفصل.
الفصل السابع الاهتزازات والموجات
نكمل معكم باستعراض حلول الفصل السابع في حل كتاب فيزياء 2 مقررات ثانوي وهو سابع فصول الكتاب لهذا الفصل الدراسي.
حل درس الحركة الدورية
السؤال : ما مقدار استطالة نابض عند تعليق جسم وزنه 18 N في نهايته إذا كان ثابت النابض له يساوي 56 N/m؟
الجواب :
السؤال : ما مقدار طاقة الوضع المرونية المخزنة في نابض عند ضغطه مسافة 16.5 cm، إذا كان ثابت النابض له يساوي 144 N/m؟
الجواب :
السؤال : ما المسافة التي يستطيلها نابض حتى يخزن طاقة وضع مرونية مقدارها 48 J، إذا كان ثابت النابض له يساوي 256 N/m؟
الجواب :
حل المسائل التدريبية لدرس الحركة الدورية ( الجزء الثاني) الاهتزازات والموجات
السؤال : ما طول بندول موجود على سطح القمر حيث g=1.6 m/s 2 حتى يكون الزمن الدوري له 2.0 s؟
الجواب :
السؤال : إذا كان الزمن الدوري لبندول طوله 0.75m يساوي 1.8s على سطح أحد الكواكب، فما مقدار g على هذا الكوكب؟
الجواب :
السؤال : قانون هوك علقت أجسام مختلفة الوزن بنهاية شريط مطاطي مثبت بخطاف، ثم رسمت العلاقة البيانية بين وزن الأجسام المختلفة واستطالة الشريط المطاطي. كيف تستطيع الحكم – اعتمادا على الرسم البياني- ما إذا كان الشريط المطاطي يحقق قانون هوك أم لا؟
الجواب : إذا كانت العلاقة البيانية خطية ، فإن الشريط المطاطي يحقق قانون هوك ، أما إذا كانت العلاقة البيانية على شكل منحنى فإنه لا يحقق قانون هوك .
السؤال : البندول ما مقدار التغير اللازم في طول بندول حتى يتضاعف زمنه الدوري إلى الضعفين؟ وما مقدار التغير اللازم في طوله حتى يقل زمنه الدوري إلى نصف زمنه الدوري الأصلي؟
الجواب : لمضاعفة الزمن الدوري للبندول ضاعف طوله أربع مرات ، ولتقليل زمنه الدوري إلى النصف أضرب طوله في 1/4 .
السؤال : طاقة النابض ما الفرق بين الطاقة المختزنة في نابض استطال 0.40m والطاقة المختزنة في النابض نفسه عندما يستطيل 0.20m؟
الجواب : تكون الطاقة المخزنة أكبر أربع مرات عندما يستطيل النابض إلى 0.40 m
السؤال : الرنين إذا كانت عجلات سيارة غير متوازنة فسوف تهتز السيارة بقوة عند سرعة محددة، ولا يحدث ذلك عند سرعات أقل أو أكبر من هذه السرعة. فسر ذلك.
الجواب : عندما تلك السرعة يقترب تردد دوران الإطار من التردد الطبيعي للسيارة ، مما يؤدي إلى حدوث الرنين .
السؤال : التفكير الناقد ما أوجه الشبه بين الحركة الدائرية المنتظمة والحركة التوافقية البسيطة؟ وما أوجه الاختلاف بينهما؟
الجواب : الحركتان دوريتان إلا في الحركة الدائرية المنتظمة لا تتناسب القوة التي تحدث التسارع مع الإزاحة . بالإضافة إلى أن الحركة التوافقية البسيطة تحدث في بعد واحد أما الحركة الدائرية المنتظمة فتحدث في بعدين
حل درس خصائص الموجات
السؤال : أطلق فادي صوتا عاليا في اتجاه جرف رأسي يبعد 465m عنه، وسمع صدى بعد 2.75s،احسب مقدار:
a. سرعة صوت فادي في الهواء.
b. تردد موجة الصوت إذا كان طولها الموجي يساوي 0.750 m.
c. الزمن الدوري للموجة.
الجواب :
a.
b.
c.
السؤال : .إذا أردت زيادة الطول الموجي لموجات في حبل فهل تهز الحبل بتردد كبير أم بتردد صغير؟
الجواب : في تردد أقل، لأن طول الموجة يتغير عكسيا مع التردد
السؤال : ولد مصدر في حبل اضطرابا تردده 6.00 Hz، فإذا كانت سرعة الموجة المستعرضة في الحبل 15.0m/s، فما طولها الموجي؟
الجواب :
السؤال : تتولد خمس نبضات في خزان ماء كل 0.100 s، فإذا كان الطول الموجي للموجات السطحية 1.20 cm، فما مقدار سرعة انتشار الموجة؟
الجواب :
السؤال : السرعة في أوساط مختلفة إذا سحبت أحد طرفي نابض، فهل تصل النبضة الطرف الآخر للنابض في اللحظة نفسها ؟ ماذا يحدث لو سحبت حبلا؟ ماذا يحدث عند ضرب طرف قضيب حديد؟ قارن بين سرعة انتقال النبضات في المواد الثلاث.
الجواب : تحتاج النبضة إلى فترة زمنية حتى تصل إلى الطرف الآخر في كل حالة ويكون انتقالها في الحبل أسرع منه في النابض ، والنبضة الأسرع تكون في قضيب الحديد.
السؤال : خصائص الموجة إذا ولدت موجة مستعرضة في حبل عن طريق هز يدك وتحريكها من جانب إلى آخر، ثم بدأت تهز الحبل أسرع وأسرع ولكن دون تغيير المسافة التي تتحركها يدك، فماذا يحدث لكل من: السعة، والطول الموجي، والتردد، والزمن الدوري، وسرعة الموجة؟
الجواب : لا تتغير كل من السعة والسرعة ، إلا أن التردد يزداد ، في حين يقل كل من الزمن الدوري والطول الموجي .
السؤال : الموجات تنقل الطاقة افترض أنه طلب إليك أنت وزميلك في المختبر توضيح أن الموجة المستعرضة تنقل الطاقة دون انتقال مادة الوسط، فكيف توضح ذلك؟
الجواب : اربط قطعة من الصوف في مكان ما بالقرب من منتصف حبل ، ثم اطلب إلى زميلك أن يثبت أحد طرفي الحبل ، ثم حرك الحبل إلى أعلى وإلى أسفل لتوليد موجة مستعرضة . لاحظ أنه عندما تتحرك الموجة خلال الحبل إلى أسفل وإلى أعلى ، و لكنها تبقى في المكان نفسه على الحبل .
السؤال : الموجات الطولية صف الموجات الطولية. وما أنواع الأوساط التي تنقل الموجات الطولية؟
الجواب : في الموجات الطولية تهتز دقائق الوسط في اتجاه مواز لاتجاه حركة الموجة . وتسمح الأوساط جميعها تقريبا للموجات الطولية بالانتقال خلالها سواء أكانت أوساطا صلبة أو سائلة أو غازية .
السؤال : التفكير الناقد إذا سقطت قطرة مطر في بركة فستولد موجات ذات سعات صغيرة. أما إذا قفز سباح في البركة فسيولد موجات ذات سعات كبيرة. فلماذا لا تولد الأمطار الغزيرة في أثناء العواصف الرعدية موجات ذات سعات كبيرة؟
الجواب : تنتقل طاقة السباح إلى الموجة عبر مساحة صغيرة وخلال فترة زمنية قصيرة ، في حين تنتشر طاقة حبات المطر على مساحة أوسع خلال فترة زمنية أكبر .
حل درس سلوك الموجات
السؤال : الموجات عند الحدود الفاصلة أي خصائص الموجة الآتية لا تتغير عندما تمر الموجة خلال حد فاصل بين وسطين مختلفين: التردد، السعة، الطول الموجي، السرعة، الاتجاه؟
الجواب :لا يغير التردد بينما يتغير كل من السعة والطول الموجي والسرعة عندما تعبر الموجة وسطا جديدا . أما الاتجاه فيمكن أن يتغير أو لا يتغير وذلك اعتمادا على الاتجاه الأصلي للموجة .
السؤال : انكسار الموجات لاحظ الشكل 7-17a، وبين كيف يتغير اتجاه الموجة عندما تمر من وسط إلى آخر. وهل يمكن أن تعبر موجة بعدين حدا فاصلا بين وسطين دون أن يتغير اتجاهها؟ وضح ذلك.
الجواب :تنكسر ويتغير اتجاهها وفقا لمعاملي انكسار الوسطين . نعم ، إذا سقطت الموجة عموديا على الحد الفاصل ، أو إذا كان لها السرعة نفسها في الوسطين .
السؤال : الموجات الموقوفة ما العلاقة بين عدد العقد وعدد البطون في موجة موقوفة في نابض مثبت الطرفين؟
الجواب :يزيد عدد العقد دائما واحدة على عدد البطون .
السؤال : التفكير الناقد هناك طريقة أخرى لفهم انعكاس الموجات، وهي أن تغطي الطرف الأيمن لكل رسم في الشكل 7-13a بقطعة ورق، على أن يكون طرف الورقة موجودا عند النقطة N (العقدة). ثم تركز على الموجة الناتجة التي تظهر باللون الأزرق الغامق، وتلاحظ أنها تبدو مثل موجة منعكسة عن حد فاصل. فهل هذا الحد الفاصل حائط صلب أم ذو نهاية مفتوحة؟ كرر هذا التمرين مع الشكل 7-13b.
الجواب :الشكل 7-14a يسلك سلوك جدار صلب لأن الموجة المنعكسة منقلبة . أما الشكل 7-14b فيسلك سلوك النهاية المفتوحة لأن الحد الفاصل بطن ، والموجة المنعكسة غير منقلبة .
حل تقويم الفصل السابع الاهتزازات والموجات
خريطة المفاهيم
السؤال : أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات والرموز التالية: السعة، التردد، T،λ، ν.
الجواب :
السؤال : ما الحركة الدورية؟ أعط ثلاثة أمثلة عليها.
الجواب : الحركة الدورية حركة تعيد نفسها بشكل دوري منتظم . ومن الأمثلة عليها : اهتزاز نابض معلق في نهايته كتلة وتأرجح بندول بسيط والحركة الدائرية المنتظمة .
السؤال : ما الفرق بين الزمن الدوري والتردد؟ وكيف يرتبطان؟
الجواب : التردد هو عدد الدورات أو التكرارات في الثانية ، والزمن الدوري هو الزمن الذي يتطلبه إكمال دورة واحدة . والتردد يساوي مقلوب الزمن الدوري .
السؤال : إذا حقق نابض هوك؛ فكيف يكون سلوكه؟
الجواب : ينضغط النابض أو يستطيل مسافة تتناسب طرديا مع القوة المؤثرة فيه .
السؤال : كيف يمكن أن نستخلص من رسم بياني للقوة والإزاحة لنابض ما قيمة ثابت النابض ؟
الجواب : ثابت النابض يساوي ميل المنحنى البياني لتغير F مع x .
السؤال : كيف يمكن أن نستخلص من رسم بياني للقوة والإزاحة طاقة الوضع في نابض ما ؟
الجواب : طاقة الوضع تساوي المساحة تحت المنحنى البياني لتغير F مع x .
السؤال : هل يعتمد الزمن الدوري لبندول على كتلة ثقله؟ وهل يعتمد على طول خيطه؟ وعلام يعتمد الزمن الدوري للبندول أيضا؟
الجواب : لا . نعم . يعتمد على تسارع الجاذبية الأرضية .
السؤال : ما الطرائق العامة لانتقال الطاقة؟ أعط مثالين على كل منها.
الجواب : طريقتان . تنقل الطاقة بانتقال الجسيمات والموجات . هناك أكثر من مثال على كل منهما : البيسبول والرصاصة لانتقال الجسيمات ، وموجات الصوت والضوء لانتقال الموجات .
السؤال : ما الفرق الرئيس بين الموجات الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية؟
الجواب : الاختلاف الرئيس هو أن الموجات الميكانيكية تحتاج إلى وسط ناقل لتنتقل خلاله ، أما الموجات الكهرومغناطيسية فلا تحتاج إلى وسط ناقل .
السؤال : ما الفروق بين الموجة المستعرضة، والموجة الطولية والموجة السطحية؟
الجواب : تسبب الموجات المستعرضة اهتزاز جسيمات الوسط الناقل في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجة . أما الموجات الطويلة فتسبب اهتزاز جسيمات الوسط في اتجاه مواز لاتجاه انتشار الموجة . أما الموجات السطحية فلها صفات الموجتين الطويلة والمستعرضة .
السؤال : ما الفرق بين النبضة الموجية والموجة الدورية؟
الجواب : النبضة الموجية عبارة عن اضطراب مفرد في الوسط ، أما الموجة الدورية فتتكون من عدة اضطرابات متجاورة .
السؤال : انتقلت موجات خلال نابض طوله ثابت. اجب عن السؤالين التاليين:
a. هل تتغير سرعة الموجات في النابض؟ وضح ذلك.
b. هل يتغير تردد الموجة في النابض؟ وضح ذلك.
الجواب :
a. لا تتغير سرعة الموجات ، لأنها تعتمد فقط على الوسط للناقل .
b. يمكن تغيير التردد عن طريق تغيير تردد مولد الموجات .
السؤال : افترض أنك ولدت نبضة خلال حبل، فكيف تقارن موضع نقطة على الحبل قبل وصول النبضة مقارنة بموضع النقطة بعد مرور النبضة؟
الجواب : بمجرد مرور النبضة فإن هذه النقطة تعود تماما كما كانت قبل وصول النبضة .
السؤال : افترض أنك ولدت موجة مستعرضة بهز أحد طرفي نابض جانبيا، فكيف يكون تردد يدك مقارنة بتردد الموجة؟
الجواب : يكونان متساويين .
السؤال : متى تكون النقاط في موجة في نفس الطور؟ ومتى تكون في حالة اختلاف في الطور؟ أعط مثالا على كل حالة.
الجواب : تكون النقاط في الطور نفسه إذا كان لها نفس الإزاحة والسرعة المتجهة . وخلاف ذلك تكون النقاط في حالة اختلاف في الطور . فمثلا تكون قمتان في الموجة في الطور نفسه أحدهما بالنسبة إلى الأخرى . أما القمة والقاع فلا يكونان في الطور نفسه أحداهما بالنسبة إلى الآخر .
السؤال : صف العلاقة بين سعة موجة والطاقة التي تحملها.
الجواب : تتناسب الطاقة التي تحملها الموجة طرديا مع مربع سعتها .
السؤال : عندما تمر موجة خلال حد فاصل بين حبل رفيع وآخر سميك كما في الشكل 7-18 ستتغير سرعتها وطولها الموجي، ولن يتغير ترددها. فسر لماذا يبقى التردد ثابتا.
الجواب : يعتمد التردد فقط على معدل اهتزاز الحبل الرفيع ، والذي بدوره يؤدي إلى اهتزاز الحبل السميك بالتردد نفسه .
السؤال : ثبتت شريحة فلزية رقيقة من مركزها، ونثر عليها سكر. فإذا نقر على قوس بالقرب منها فإن أحد طرفيها يبدأ في الاهتزاز، ويبدأ السكر في التجمع في مساحات محددة، ويتحرك مبتعدا عن مساحات أخرى. صف هذه المناطق بدلالة الموجات الموقوفة.
الجواب : المساحات الخالية هي مناطق البطون ، حيث يكون فيها أكبر اهتزاز . أما المساحات التي يتجمع فيها السكر فهي مناطق العقد والتي لا يكون عندها اهتزاز .
السؤال : إذا اهتز حبل مشكلا أربعة أجزاء أو أقسام فإنك تستطيع أن تلمس عددا من النقاط عليه دون أن تحدث اضطرابا في حركته. بين عدد هذه النقاط.
الجواب : تتكون موجة موقوفة ، ويتكون خمس نقاط .
السؤال : مرت مقدمات موجات بزاوية من وسط إلى آخر، وتحركت فيه بسرعة مختلفة. صف تغيرين في مقدمات الموجات، وما الذي لم يتغير؟
الجواب : يتغير كل من الطول الموجي واتجاه مقدمات الموجة . أما التردد فلا يتغير .
السؤال : تهتز كرة أعلى وإلى أسفل عند طرف نابض مثبت رأسيا. صف تغيرات الطاقة التي تحدث خلال دورة كاملة. وهل تغيرت الطاقة الميكانيكية الكلية؟
الجواب : تكون طاقة الوضع المرونية عند أسفل الحركة عند قيمتها العظمى ، وطاقة وضع الجاذبية عند قيمتها الصغرى ، والطاقة الحركية صفرا . أما عند وضع الاتزان فتكون الطاقة الحركية (KE) عند قيمتها العظمى ، وطاقة الوضع المرونية صفرا . و عند أعلى نقطة في مسار الحركة – لحظة الارتداد إلى أسفل – تكون الطاقة الحركية (KE) صفرا ، وطاقة الوضع الجاذبية عند قيمتها العظمى ، وطاقة الوضع المرونية عند قيمتها العظمى . وتكون الطاقة الميكانيكية الكلية محفوظة .
السؤال : هل يمكن استخدام ساعة بندول في محطة فضائية دولية تتحرك في مدارها؟ وضح ذلك.
الجواب : لا ، تكون المحطة الفضائية في حالة سقوط حر ، ولذلك تكون القيمة الظاهرية لثابت الجاذبية g صفرا ، ولا يتأرجح البندول .
السؤال : افترض أنك أمسكت قضيبا فلزيا طوله 1m، وضربت أحد طرفيه بمطرقة، في اتجاه مواز لطوله ثانيا. صف الموجات المتولدة في الحالتين.
الجواب : تتولد في الحالة الأولى موجات طولية ، أما في الحالة الثانية فتتولد موجات مستعرضة
السؤال : افترض أنك غمست إصبعك بشكل متكرر في حوض مملوء بالماء لتوليد موجات دائرية، فماذا يحدث لطول الموجة إذا حركت إصبعك بسرعة؟
الجواب : يزداد تردد الموجات ، وتبقى السرعة نفسها ، ويقل الطول الموجي .
السؤال : افترض أنك أحدثت نبضة واحدة في نابض مشدود، فما الطاقة التي يتطلبها إحداث نبضة لها ضعف السعة؟
الجواب : تقريبا أربعة أضعاف الطاقة .
السؤال : تكون النبضة اليسرى في كل واحدة من الموجات الموضحة في الشكل 7-19 أدناه هي النبضة الأصلية، وتتحرك إلى اليمين، وتكون النبضة التي في المركز هي النبضة المنعكسة، بينما تكون النبضة اليمنى هي النبضة النافذة. صف صلابة الحد الفاصل عند النقاط A, B,C,D .
الجواب : يكون الحد الفاصل A أكثر صلابة ، أما الحد الفاصل B فيكون أقل صلابة ، ويكون الحد الفاصل C أقل صلابة ، ويكون الحد الفاصل D أكثر صلابة .
السؤال : ماصات الصدمات إذا كان ثابت كل نابض من نوابض سيارة وزنها 1200N يساوي 25000 N/m. فكم ينضغط كل نابض إذا حملت السيارة بربع وزنها؟
الجواب :
السؤال : إذا استطال نابض مسافة 0.12m عندما علق في أسفله عدد من التفاحات وزنها 3.2N كما في الشكل 7-20. فما مقدار ثابت النابض؟
الجواب :
السؤال : قاذفة الصواريخ تحتوي لعبة قاذفة الصواريخ على نابض ثابته يساوي 35 N/m. ما المسافة التي يجب أن ينضغطها النابض حتى يخزن طاقة مقدارها 1.5 J؟
الجواب :
السؤال : ما مقدار طاقة الوضع المختزنة في نابض عندما يستطيل مسافة 16 cm علما بأن مقدار ثابته يساوي 27 m/s؟
الجواب :
السؤال : . يبين الشكل 7-21 العلاقة البيانية بين القوة المؤثرة في نابض ومقدار استطالته. احسب مقدار:
a. ثابت النابض.
b. الطاقة المختزنة في النابض عندما يستطيل ويصبح طوله 0.5m.
الجواب :
a.
b.
السؤال : موجات المحيط إذا كان طول موجة محيطية 12.0m ، وتمر بموقع ثابت كل 3.0s ، فما سرعة الموجة؟
الجواب :
السؤال : تنتقل موجة ماء في بركة مسافة 3.4m في 1.8s. فإذا كان الزمن الدوري للاهتزازة الواحد يساوي 1.1s، فاحسب مقدار:
b. الطول الموجي لهذه الموجات.
الجواب :
a.
b.
السؤال : السونار يرسل سونار (جهاز يكشف المواقع تحت سطح الماء عن طريق الصدى) في الماء إشارة ترددها 1.00×Hz وطولها الموجي يساوي 1.50 mm. احسب مقدار:
a. سرعة الإشارة في الماء.
b. الزمن الدوري للإشارة في الماء.
c. الزمن الدوري للإشارة في الهواء.
الجواب :
a.
b.
c.
الزمن الدوري و التردد لا يتغيران
السؤال : جلس عمر وطارق بعد السباحة على شاطئ بركة، وقدرا المسافة الفاصلة بين قاع الموجة السطحية وقمتها بمقدار 3.0m، فإذا عدا 12 قمة مرت بالشاطئ خلال 20.0s، فاحسب سرعة انتشار الموجات.
الجواب :
السؤال : الزلال إذا كانت سرعة الموجات المستعرضة الناتجة عن زلزال8.9k/m وسرعة الموجات الطولية 5.1km/s، وسجل جهاز السيزموجراف زمن وصول الموجات المستعرضة قبل وصول الموجات الطولية ب68s ، فكم يبعد مركز الزلزال؟
الجواب :
بعد المركز الزلزال :
السؤال : إذا كانت سرعة الموجة في وتر طوله 63cm تساوي 265m/s، وقد حركته من مركزه بسحبه إلى أعلى ثم تركته، فتحركت نبضة في الاتجاهين، ثم انعكست النبضتان عند نهايتي الوتر:
a. فما الزمن الذي تحتاج إليه النبضة حتى تصل طرف الوتر ثم تعود إلى مركزه؟
b. هل يكون الوتر أعلى موضع سكونه أم أسفله عندما تعود النبضتان؟
c. إذا حركت الوتر من نقطة تبعد 15cm عن أحد طرفيه فأين تلتقي النبضتان؟
الجواب :
.a
.b تنقلب النبضات عندما تنعكس عن وسط أكثر صلابة ، لذلك يكون اتجاه النبضة المنعكسة إلى أسفل .
c. 15 cm من الطرف الآخر .
السؤال : ما الزمن الدوري لبندول طوله 1.4m؟
الجواب :
السؤال : موجات الراديو تبث إشارات راديو -Am بترددات بين 550kHz و1600 kHz وتنتقل بسرعة 3.00×m/s ، أجب عما يلي:
a. ما مدى الطول الموجي لهذه الإشارات ؟
b. إذا كان مدى تردادت FM بين 88MHz (ميجا Hz) و 108MHz وتنتقل بالسرعة نفسها، فما مدى الطول الموجي لموجات FM؟
الجواب :
a.
المدى من 190 m إلى 550 m.
b.
المدى من 2.8 m إلى 3.4 m.
السؤال: القفز بالحبل المطاطي قفز لاعب من منطاد على ارتفاع عال بوساطة حبل نجاة قابل للاستطالة طوله 540m، وعند اكتمال القفزة كان اللاعب معلقا بالحبل الذي أصبح طوله 1710m. ما مقدار ثابت النابض لحبل النجاة إذا كانت كتلة اللاعب 68kg؟
الجواب :
السؤال : تأرجح جسر يتأرجح طارق وحسن على جسر بالحبال فوق أحد الأنهار، حيث يربطان حبالهما عند إحدى نهايتي الجسر، ويتأرجحان عدة دورات جيئة وذهابا، ثم يسقطان في النهر. أجب عن الأسئلة التالية:
a. إذا استخدم طارق حبلا طوله 10.0m ، فما الزمن الذي يحتاج إليه حتى يصل قمة الدورة في الجانب الآخر من الجسر؟
b. إذا كانت كتلة حسن تزيد 20kg على كتلة طارق، فكم تتوقع أن يختلف الزمن الدوري لحسن عما هو لطارق؟
c. أي نقطة في تكون عندها KE أكبر ما يمكن؟
d. أي نقطة في تكون عندها PE أكبر ما يمكن؟
e. أي نقطة في تكون عندها KE أقل ما يمكن؟
f. أي نقطة في تكون عندها PE أقل ما يمكن؟
الجواب :
a.
b. لن يكون هناك اختلاف .
c. عند أسفل التأرجح
d. عند قمة التأرجح
e. عند قمة التأرجح
f. عند أسفل التأرجح
السؤال : نوابض السيارات إذا أضيفت حمولة مقدارها 45kg إلى صندوق سيارة صغيرة جديدة، ينضغط النابضان الخلفيان مسافة إضافية مقدارها 1.0cm، احسب المقدار:
a. ثابت النابض لكل من النابضين الخلفيين.
b. طاقة الوضع الإضافية المختزنة في كل من النابضين الخلفيين بعد تحميل صندوق السيارة.
الجواب :
a.
b.
السؤال : حلل واستنتج إذا لزمت قوة مقدارها 20N لأحداث استطالة في نابض مقدارها 0.5m، فأجب عما يلي:
a. ما مقدار ثابت النابض؟
b. ما مقدار الطاقة المختزنة في النابض؟
c. لماذا لا يكون الشغل المبذول لإطالة النابض مساويا لحاصل ضرب القوة في المسافة، أو 10J؟
الجواب :
a.
b.
c. القوة غير ثابتة في أثناء انضغاط النابض . ويعطي حاصل ضرب متوسط القوة 10 N في المسافة الشغل الصحيح .
السؤال : إنشاء الرسوم البيانية واستخدامها علقت عدة كتل في نهاية نابض، وقيست الزيادة في طول النابض. ويبين الجدول 7-1 المعلومات التي تم الحصول عليها.
a. مثل بيانيا القوة المؤثرة في النابض مقابل الاستطالة في النابض، على أن ترسم القوة على المحورy.
b. احسب ثابت النابض من الرسم البياني.
c. استخدم الرسم البياني في إيجاد طاقة الوضع المرونية المختزنة في النابض عندما يستطيل مسافة0.50
الجواب :
a.
b.
c.
السؤال : تطبيق المفاهيم تتكون تموجات ترابية في الغالب على الطرق الترابية، ويكون بعضها متباعد عن بعض بصورة منتظمة، كما تكون هذه التموجات عمودية على الطريق كما في الشكل 7-22.وينتج هذا التموج بسبب حركة معظم السيارات بالسرعة نفسها واهتزاز النوابض المتصلة بعجلات السيارة بالتردد نفسه. فإذا كان بعد التموجات بعضها عن بعض 1.5m، وتتحرك السيارات على هذا الطريق بسرعة 5m/s فما تردد اهتزاز نوابض السيارة ؟
الجواب :
السؤال : . بحث درس العالم كرستيان هويجنز الموجات، وحدث خلاف بينه وبين نيوتن حول طبيعة الضوء. قارن بين تفسير كل منهما لظواهر الانعكاس والانكسار. أي النموذجين تؤيد؟ ولماذ؟
الجواب : وضع هويجنز النظرية الموجية للضوء . أما نيوتن فقد وضع النظرية الجسيمية للضوء . ويمكن تفسير قانون الانعكاس باستخدام النظريتين ، أما في تفسير قانون الانكسار فهما متناقضتان .
السؤال : تقطع سيارة سباق كتلتها 1400kg مسافة 402m خلال 9.8s. فإذا كانت سرعتها النهائية 112ms، فأجب عما يلي:
a. ما مقدار الطاقة الحركية النهائية للسيارة؟
b. ما أقل مقدار من الشغل بذله محرك السيارة؟
c. ما مقدار التسارع المتوسط للسيارة؟
الجواب :
a.
b. أقل مقدار من الشغل يجب أن يساوي الطاقة الحركية (KE) ، أي 8.8 × 106 J
c.
حل اختبار مقنن الفصل السابع الاهتزازات والموجات
أسئلة اختيار من متعدد
اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي:
السؤال : ما قيمة ثابت نابض يخزن طاقة وضع مقدارها 8.67 J عندما يستطيل مسافة 247 mm؟
A. 70.2 N/m
B. 71.1 N/m
C. 142 N/m
D. 284 N/m
الجواب الصحيح هو : D. 284 N/m
طريقة الحل :
السؤال : ما مقدار القوة المؤثرة في نابض له ثابت مقداره 275 N/m ويستطيل مسافة 14.3 cm.
A. 2.81 N
B. 19.2 N
C. 39.3 N
D. 3.39×1030 N
الجواب الصحيح هو : C. 39.3 N
طريقة الحل :
السؤال : إذا علقت كتلة في نهاية نابض فاستطال 0.85m كما في الشكل أدناه، فما مقدار ثابت النابض؟
A. 0.25 N/m
B. 0.35 N/m
C. 26 N
D. 3.5×102 N/m
الجواب الصحيح هو : B. 0.35 N/m
طريقة الحل :
السؤال : يسحب نابض بابا لكي يغلقه. ما مقدار الشغل المبذول عندما يسحب النابض الباب بسرعة ثابتة بحيث تتغير استطالة النابض من 85.0cm إلى 5.0cm، علما بأن ثابت النابض 350 N/m؟
A. 112 N.m
B. 130 J
C. 224 N.m
D. 1.12×103 Nm
الجواب الصحيح هو : A. 112 N.m
طريقة الحل :
السؤال : ما الترتيب الصحيح لمعادلة الزمن الدوري لبندول بسيط لحساب طوله؟
الجواب الصحيح هو : C
السؤال : ما تردد موجة زمنها الدوري 3s؟
الجواب الصحيح هو : A
طريقة الحل :
السؤال : أي الخيارات التالية يصف الموجة الموقوفة؟
الجواب الصحيح هو : C
السؤال : تحركت موجة طولها 1.2m مسافة11.2m في اتجاه جدار، ثم ارتدت عنه وعادت ثانية خلال 4s ما تردد الموجة؟
A. 0.2 Hz
B. 2 Hz
C. 5 Hz
D. 9 Hz
الجواب الصحيح هو : C. 5 Hz
طريقة الحل :
السؤال : ما طول بندول بسيط زمنه الدوري 4.89s؟
A. 5.94 m
B. 11.9 m
C. 24.0 m
D. 37.3 m
الجواب الصحيح هو : A. 5.94 m
طريقة الحل :
الأسئلة الممتدة
السؤال : استخدم تحليل الوحدات للمعادلة kx = mg لاشتقاق وحدة k.
الجواب :
