صيغة انتشار الموجة وكيفية حسابها

صيغة انتشار الموجة السريعة هي v = λ xf أو v = λ / T.

هل سبق لك أن أسقطت شيئًا في الماء الراكد؟ ضل الحبل؟ هل تعلم أنك خلقت موجات؟

الموجات هي اهتزازات تنتشر. عندما تعطي الاهتزازات الأولية للماء أو الحبل ، تنتشر الاهتزازات. هذه التكاثرات تسمى موجات.

تعريف الموجات : الاهتزازات التي تنتشر عبر الوسط أو الفراغ لتوصيل الطاقة.

أنواع الموجات

بناءً على اتجاه انتشار الاهتزاز ، يتم تصنيف الموجات إلى قسمين ، وهما الموجات المستعرضة والموجات الطولية.

موجة عرضية

صيغة الموجة المستعرضة

هذه الموجة المستعرضة لها اتجاه اهتزاز عمودي على اتجاه الانتشار ، ومثال على هذه الموجة المستعرضة إذا واجهت موجات مائية في المحيط أو موجات حبل. يكون اتجاه الاهتزاز عموديًا على اتجاه الاهتزاز ، لذا فإن شكل هذه الموجة يشبه الجبل والوادي المتتالي.

قمة الموجة {جبل} : هي أعلى نقطة في الموجة

قاع الموجة {الوادي} : هو أسفل أو أدنى نقطة للموجة

Wave Hill : جزء من موجة تشبه جبلًا له أعلى نقطة أو قمة في الموجة

الطول الموجي : هو المسافة بين قمتين أو يمكن أن يكون قاعين

السعة {A} : الانحراف الأبعد عن خط التوازن

الفترة {T} : الوقت الذي يستغرقه السفر ذروتين أو وديان على التوالي ، أو بشكل أكثر سهولة يمكنك القول أن الوقت المستغرق لتكوين موجة

موجات طولية

صيغة الموجة الطولية

الموجات الطولية هي موجات لها اهتزازات نفس اتجاه اتجاه الانتشار ، وفي هذه الموجة الطولية تكون حركة وسط الموجة في نفس اتجاه انتشار الموجة.

الموجات الصوتية هي مثال على الموجات الطولية.

في الموجات الصوتية ، الوسيط الوسيط هو الهواء ، والوسط سوف يرسو بالتناوب ويتمدد أيضًا بسبب الاهتزازات المتغيرة أو الأماكن المتغيرة ، وهنا بعض شروط الموجات الطولية

الكثافة : هي المنطقة الواقعة على طول الموجة والتي لديها ضغط أو كثافة جزيئية أعلى

تمدد : هي المنطقة الواقعة على طول الموجة والتي لها كثافة جزيئية أقل

1 طول الموجة : هي المسافة بين كثافتين أو بين امتدادين متجاورين

موجات سريعة الزحف

سرعة انتشار الموجة هي المسافة التي تقطعها الموجة لكل وحدة زمنية. مفهوم سرعة الموجة هو نفسه مفهوم السرعة بشكل عام. إن سرعة انتشار الموجة عبارة عن كمية متجهة لها قيمة سرعة ثابتة أو ثابتة.

اقرأ أيضًا: فنون المسرح: التعريف والتاريخ والخصائص والأنواع والأمثلة

صيغة انتشار الموجة الصوتية

ت = ق / ر

المعلومات:

  • ت = السرعة (م / ث)
  • ق = المسافة (م)
  • ر = الوقت (الأوقات)

بالنسبة لمواد السرعة في انتشار الموجة ، يتم استبدال قيمة متغير (متغيرات) المسافة بطول الموجة (λ) بالأمتار (وحدات SI) ويتم استبدال قيمة متغير الوقت (t) بالتردد (f) أو الفترة (T).

قيمة 1 الطول الموجي λ (م) تعادل قيمة المسافة s (م) التي يقطعها الجسم. قيمة التردد 1 (Hz) تساوي 1 / t (ثانية) ، وقيمة 1 فترة (ثانية) تساوي t ثانية ، لذلك باستخدام المتغيرات λ أو f أو T ، تكون سرعة انتشار الضوء كما يلي:

v = λ xf أو v = / f

المعلومات:

  • ت = السرعة (م / ث)
  • λ = الطول الموجي (م)
  • f = التردد (هرتز)

مثال على مشكلة انتشار الموجة السريعة

مثال مشكلة 1 موجة انتشار سريع

أوجد تردد الموجة الصوتية ودورتها إذا كان الطول الموجي 20 مترًا وسرعة الصوت 400 م / ث؟

مناقشة / جواب:

إجابة:

معروف :

الخامس = 400 م / ث

λ = 20 م

سئل: تواتر وفترة…؟

إجابة:

تكرر:

ت = λ xf

و = ت / λ

f = 400 م / ث / 20 م = 20 هرتز

الفترة:

ت = λ / T.

T = λ / v

T = 20 م / 400 م / ث = 1/20 ثانية

مثال مشكلة 2

سفينة تقيس عمق البحر باستخدام جهاز صوت. إذا تم إطلاق الصوت في قاع البحر ، فسيتم استقبال الصوت المنعكس بعد 15 ثانية. ثم حدد عمق البحر إذا كانت سرعة انتشار الصوت 2000 م / ث؟

مناقشة / جواب:

إجابة:

معروف :

ر = 15 ثانية

ت = 2000 م / ث

سئل: ق ...؟

إجابة:

s = vt / 2 (سترتد الموجة وتعود إلى السفينة ، لذلك يجب تقسيمها على 2)

ق = 2000 م / س 15 ق / 2 = 15000 م

مثال مشكلة 3

تنتقل الأمواج على الحبل. في غضون 0.5 ثانية كان هناك 3 تلال و 3 أحواض. إذا كانت المسافة بين قمتي الموجتين 40 سم ، تكون سرعة انتشار الموجة….

A. 2.4 م / ث

ب 1.2 م / ث

ج 0.8 م / ث

د 0.2 م / ث

الجواب: أ.

مناقشة / جواب:

معروف:

ر = 5 ق

ن = 3 موجات (لأن هناك 3 تلال و 3 قيعان)

λ = 40 سم = 0.4 م

سئل: v =….؟

إجابة:

و = ن / ر

f = 3 / 0.5 = 6 هرتز

ت = λ. F

الخامس = 0.4. 6 = 2.4 م / ث

مثال مشكلة 4

تنتقل الأمواج على الماء. في 10 ثواني هناك 5 موجات. إذا كانت المسافة بين قمتي موجتين 4 أمتار ، تكون سرعة انتشار الموجة….

أ 2 م / ث

2.5 م / ث

ج 20 م / ث

د 40 م / ث

الجواب: أ.

نقاش:

معروف:

ر = 10 ث

ن = 5

λ = 4 م

سئل: v =….؟

إجابة:

و = ن / ر

f = 5/10 = 0.5 هرتز

ت = λ . F

الخامس = 4 م. 0.5 هرتز = 2 م / ث

مثال مشكلة 5

يقوم الباحث بملاحظة وتسجيل البيانات الخاصة بحركة الأمواج عند مستوى سطح البحر. البيانات التي تم الحصول عليها: في غضون 10 ثوان كان هناك 4 موجات وكانت المسافة بين قمة الموجة الأولى وقمة الموجة الثانية 10 أمتار. سرعة انتشار الموجة ...

أ 2 م / ث

2.5 م / ث

جيم 4 م / ث

د 10 م / ث

الجواب: ج

مناقشة / جواب:

معروف:

ر = 10 ث

ن = 4

λ = 10 م

سئل: v =….؟

إجابة:

و = ن / ر

f = 4/10 = 0.4 هرتز

اقرأ أيضًا: الأسطورة هي: التعريف والخصائص والبنية والأمثلة

ت = λ. F

الخامس = 10 م. 0.4 هرتز = 4 م / ث

مثال مشكلة 6

بموجة طولها الموجي 0.75 م. ينتشر بسرعة 150 م / ث. ما هو التردد؟

أ 225 هرتز

ب 50 هرتز

200 هرتز

20 هرتز

الجواب: ج

مناقشة / جواب:

معروف:

λ = 0.75 م

الخامس = 150 م / ث

سئل: و = ....؟

إجابة:

ت = λ . F

و = ت / λ

f = 150 / 0.75 = 200 هرتز

مثال مشكلة 7

مثال على مشكلة انتشار الموجة السريعة

تظهر الموجة أعلاه موجة تنتقل إلى اليمين على طول وسط مرن. ما مدى سرعة انتشار الموجات في الوسط ، إذا كان تردد الموجة 0.4 هرتز؟

0.2 م / ث

0.3 م / ث

جيم 0.4 م / ث

د 0.5 م / ث

الجواب: أ.

مناقشة / جواب:

معروف:

λ = 0.5 م

f = 0.4 هرتز

سئل: v =…؟

ت = λ . F

الخامس = 0.5. 0.4 = 0.2 م / ث

مثال مشكلة 8

يتم ربط أحد طرفي الحبل ويتم اهتزاز الطرف الآخر ، كما هو موضح في الشكل التالي.

أمثلة على مشاكل الموجة

إذا كانت فترة الموجة 0.2 ثانية ، فإن سرعة موجة الحبل هي….

أ 40 م / ث

ب 80 م / ث

C. 1.6 م / ث

8.0 م / ث

الجواب: أ.

مناقشة / جواب:

معروف:

T = 0.2 ثانية

λ = 8 م

سئل: v =…؟

إجابة:

ت = λ / T.

الخامس = 8 / 0.2 = 40 م / ث

مثال مشكلة 9 صيغة انتشار الموجة

تم اهتزاز حبل ليشكل تلان ووادي بطول 12 سم. إذا كان تردد الموجة 4 هرتز ، يكون حجم انتشار الموجة….

أ 32 سم / ثانية

ب 48 سم / ثانية

ج 0.5 سم / ثانية

د 2 سم / ثانية

الجواب: أ.

مناقشة / جواب:

معروف:

كان هناك تلال ووادي واحد ، مما يعني أن 1.5 موجة تشكلت.

λ = 12 سم / 1.5 = 8 سم

f = 4 هرتز

سئل: v =….؟

إجابة:

ت = λ. F

الخامس = 8 سم. 4 هرتز

ت = 32 سم / ثانية

مثال مشكلة 10

انظر إلى الصورة التالية لانتشار الموجات!

أمثلة على مشاكل الموجة

سرعة الموجة أعلاه….

0.8 م / ث

4.0 م / ث

18.0 م / ث

د 36.0 م / ث

الجواب: ب

مناقشة / جواب:

معروف:

ن = 1.5

ر = 3 ث

λ = 8 م

سئل: v =….؟

إجابة:

و = ن / ر

f = 1.5 / 3 = 0.5 هرتز

ت = λ. F

الخامس = 8 م. 0.5 هرتز

الخامس = 4.0 م / ث

مثال مشكلة 11

يراقب الطالب ويسجل حركة الأمواج على سطح الماء. في غضون 20 ثانية ، حدثت 5 موجات. إذا كانت المسافة بين قمتي الموجتين 5 أمتار ، فاحسب سرعة انتشار الموجة!

مناقشة / جواب:

معروف:

ر = 20 ثانية

ن = 5

λ = 5 م

سئل: v =….؟

و = ن / ر

f = 5/20 = 0.25 هرتز

محسوبة بصيغة انتشار الموجة ، النتيجة هي:

ت = λ . F

الخامس = 5 م. 0.25 هرتز = 1.25 م / ث

مثال مشكلة 12

تنتقل الأمواج على سطح الماء. في غضون 10 ثوانٍ ، تحدث 4 تلال و 4 قيعان. إذا كانت المسافة بين أقرب ذرتين للموجة 2 م ، فاحسب سرعة انتشار الموجة!

مناقشة / جواب:

معروف:

ر = 10 ث

ن = 4

λ = 2 م

سئل: v =….؟

إجابة:

و = ن / ر

f = 4/10 = 0.4 هرتز

باستخدام صيغة انتشار الموجة السريعة ، يتم الحصول على النتائج التالية:

ت = λ. F

ت = 2 م. 0.4 هرتز

الخامس = 0.8 م / ث

5 نجوم / 5 نجوم ( 1 صوت)