مثال على مسائل الموجات

13 مثالاً على مسائل الموجات

1. انظر إلى الصورة التالية!

إذا كان الزمن الذي تستغرقه الموجة كما في الصورة هو 0,3 ثانية، فإن دورة الموجة هي...

أ. 0,2 ثانية

ب. 0,9 ثانية

ج. 2,0 ثانية

د. 5,0 ثانية

مناقشة

من المعروف أن:

زمن الرحلة (t) = 0,3 ثانية

السؤال: فترة الموجة (T)

الجواب:

يوجد 3 تلال و3 وديان متموجة، لذا فإن زمن الانتقال لتلة واحدة أو وادٍ موجي واحد هو 0,3 / 3 = 0,1 ثانية

تتكون الموجة الواحدة من قمة واحدة وقاع واحد. لذا فإن زمن انتقال الموجة الواحدة = دورة الموجة = 2 × 0,1 ثانية = 0,2 ثانية.

الإجابة الصحيحة هي أ.

2. انظر إلى الصورة التالية لموجة مستعرضة!

سرعة انتشار الموجة المستعرضة أعلاه هي...

أ. 2 م/ث

ب. 4 م/ث

ج. 6 م/ث

د. 8 م/ث

مناقشة

من المعروف أن:

يتكون الطول الموجي الواحد من قمة وقاع. بناءً على الصورة أعلاه، فإن الطول الموجي الواحد ( λ) يساوي 2 متر × 4 = 8 أمتار.

الفترة الزمنية اللازمة لقطع طول موجة واحدة = دورة الموجة (T) = 0,5 × 4 = ثانيتين

السؤال: سرعة انتشار الموجة المستعرضة (v)

الجواب:

سرعة انتشار الموجة المستعرضة:

v = s / t = λ / T = 8 أمتار / 2 ثانية = 4 أمتار/ثانية

الإجابة الصحيحة هي ب.

3. يوضح الرسم البياني التالي نمط وتر عند مرور موجة مستعرضة عبره. إذا كانت المسافة بين الموضع A والموضع B تساوي 30 سم، فإن سرعة الموجة هي...

أ. 20 سم/ثانية

ب. 15 سم/ثانية

ج. 10 سم/ثانية

د. 7,5 سم/ثانية

مناقشة

من المعروف أن:

يتكون الطول الموجي الواحد من قمة وقاع. من النقطة أ إلى النقطة ب، يوجد ثلاثة أرباع الطول الموجي. إذا كانت المسافة بين أ و ب تساوي 30 سم، فإن مسافة ربع الطول الموجي تساوي 30 سم / 3 = 10 سم. إذن، الطول الموجي الواحد ( λ) يساوي 4 × 10 سم = 40 سم.

استنادًا إلى الصورة أعلاه، فإن الفترة الزمنية (t) اللازمة لقطع طول موجة واحدة هي 4 ثوانٍ.

السؤال: سرعة انتشار الموجة (v)

الجواب:

معادلة سريعة لإبطاء السرعة:

v = s / t = λ / t

المعلومات:

v = سرعة الانتشار، s = المسافة، λ = الطول الموجي، t = الزمن

إذن سرعة انتشار الموجة هي:

v = λ / t = 40 سم / 4 ثوانٍ = 10 سم / ثانية واحدة = 10 سم/ثانية

الإجابة الصحيحة هي ج.

٤. لاحظ الرسم البياني لانحراف الموجة مع الزمن في الصورة التالية! إذا كانت المسافة AB = ٢٥٠ سم، فإن سرعة انتشار الموجة هي...

أ. 100 سم/ثانية

ب. 125 سم/ثانية

ج. 400 سم/ثانية

د. 500 سم/ثانية

مناقشة

من المعروف أن:

المسافة AB = 5/4 الطول الموجي = 250 سم.

ربع الطول الموجي = 250 سم / 5 = 50 سم

طول موجة واحد = 4/4 طول موجة = 4 × 50 سم = 200 سم

الفترة الزمنية اللازمة لقطع طول موجة واحدة = ثانيتان

السؤال: سرعة انتشار الموجة

الجواب:

صيغة سرعة انتشار الموجة:

v = s / t = λ / t

الوصف: v = سرعة انتشار الموجة، s = المسافة، λ = الطول الموجي، t = الفاصل الزمني

سرعة انتشار الموجة:

v = 200 سم / 2 ثانية = 100 سم/ثانية

الإجابة الصحيحة هي أ.

5. انظر إلى الصورة! سعة الموجة موضحة بواسطة...

أ. التيار المتردد والسي إي

ب. أب' و د'هـ

ج. ب ب و د د

د. ب'ج و ج د'

مناقشة

سعة الموجات هي BB' و DD'".

الإجابة الصحيحة هي ج.

6. تسمى الموجات التي تتكون من انضغاط وتمدد بالموجات...

أ. مستعرض

ب. الكهرومغناطيسية

ج. طولي

د. الميكانيكا

مناقشة

بناءً على وسط الانتشار، تُقسم الموجات إلى نوعين: الموجات الميكانيكية والموجات الكهرومغناطيسية . تحتاج الموجات الميكانيكية إلى وسط للانتقال من مكان إلى آخر، بينما يمكن للموجات الكهرومغناطيسية أن تنتقل دون وسط.

الموجات الميكانيكية نوعان: الموجات المستعرضة والموجات الطولية . الموجات المستعرضة هي موجات يكون فيها اتجاه اهتزاز الوسط عموديًا على اتجاه انتشار الموجة. تتميز الموجات المستعرضة بوجود قمم وقيعان. ومن أمثلة الموجات المستعرضة أمواج المحيطات وأمواج الأوتار.

الموجات الطولية هي موجات يتطابق فيها اتجاه اهتزاز الوسط مع اتجاه انتشار الموجة. وتتميز هذه الموجات بظاهرة التضاغط والانضغاط. ومن أمثلة الموجات الطولية الموجات الصوتية.

الإجابة الصحيحة هي ج.

7. تزداد حدة صوت الوتر إذا...

أ. يتم زيادة طول الوتر وتقليل مساحة مقطعه العرضي

ب. يتم تقليل شد وطول الخيط.

ج. يزداد الشد ومساحة المقطع العرضي للسلك

د. يتم تقليل طول الوتر وزيادة شد الوتر

مناقشة

صيغة سرعة انتشار الموجة على الحبل:

المعلومات:

v = سرعة انتشار الموجة على الحبل، F = قوة الشد على الحبل، μ = كثافة كتلة الحبل = الكتلة / وحدة طول الحبل ( μ = m/L)

تُربط أطراف أوتار معظم الآلات الموسيقية، كالغيتار والكمان، معًا. وتُصدر الأوتار أصواتًا ذات درجات صوتية متفاوتة نتيجةً للموجات المستقرة التي تُحدثها.

الصيغة التي تحدد العلاقة بين طول الوتر (L) أو الطول الموجي ( λ ) أو تردد الصوت (f) الناتج عن الوتر المربوط طرفاه هي:

بناءً على المعادلتين 1 و2، يُستنتج أن تردد أو درجة صوت الوتر يكون أكبر إذا:

1. يتم تقليل طول الخيط (يصبح L أصغر) —-> المعادلة 1

2. تزداد قوة شد الخيط (تصبح F أكبر) —-> المعادلة 2

الإجابة الصحيحة هي د.

٨. انظر إلى صورة الموجة التالية! الطول الموجي هو...

أ. 6 سم

ب. 8 سم

ج. 10 سم

D. 15 سم

مناقشة

هناك 2,5 طول موجي (ثلاثة تلال وواديان) يبلغ طولها 15 سم، وبالتالي فإن طول الموجة الواحدة هو 15 سم / 2,5 = 6 سم.

الإجابة الصحيحة هي أ.

9. تُظهر الصورة أدناه عدد الموجات المستعرضة التي تصل إلى...

و1,5

B. 2,0

جيم 2,5

D. 3,0

مناقشة

تتكون الموجة المستعرضة من قمة واحدة وقاع واحد. بناءً على الصورة أعلاه، يوجد 2,5 موجة مستعرضة.

الإجابة الصحيحة هي ج.

١٠. انظر إلى الصورة التالية! الطول الموجي الواحد هو...

أ. أ – ز

سيء

ج. ج – ز

د. ج – و

مناقشة

للطول الموجي الواحد قمة موجية واحدة وقاع موجي واحد.

طول موجة واحدة = ae = bf = cg

الإجابة الصحيحة هي ج.

11. الموجة الواحدة هي...

أ. أ – ب – ج – د

ب. أ – ب – ج

ج. أ – ج – د

د. أ – ب – ج – د – أ

مناقشة

تتكون الموجة الواحدة، أو الطول الموجي الواحد، من قمة واحدة وقاع واحد. بناءً على الصورة أعلاه، يتكون الطول الموجي الواحد من ABC وBCD.

الإجابة الصحيحة هي ب.

١٢. يُربط حبل رفيع بحبل أكثر سمكًا، ثم يُربط الحبل بجدار متين، كما هو موضح في الصورة. إذا تحرك أحد طرفي الحبل الرفيع، ستنتشر الموجة إلى اليمين. في اللحظة عند النقطة أ...

أ. يتم نقل بعض الموجات وينعكس بعضها الآخر بنفس طور الموجة الواردة.

ب. تنتقل جميع الموجات باتجاه ب

ج. بعض الموجات تنتقل وبعضها ينعكس

د. تنعكس جميع الموجات

هـ. الأطوال الموجية المنعكسة والمنقولة متساوية

مناقشة

الإجابة الصحيحة هي أ.

13. يصرخ شخص بصوت عالٍ بين جرفين شاهقين. بعد لحظات، يسمع صدى الصوت مرتين، الأولى بعد 3 ثوانٍ والثانية بعد 4 ثوانٍ من الصراخ. سرعة الصوت في الهواء في ذلك الوقت 340 م/ث.

المسافة بين الجرفين هي...

أ. 170 م

ب. 510 م

ج. 1.190 م

د. 1.700 م

مناقشة

من المعروف أن:

سرعة الصوت في الهواء (v) = 340 م/ث

الزمن 1 (t ₁ ) = 3 ثوانٍ / 2 = 1,5 ثانية

الزمن 2 (t ₂ ) = 4 ثوانٍ / 2 = 2 ثانية

الزمن الكلي (t) = 1,5 ثانية + 2 ثانية = 3,5 ثانية

المطلوب: المسافة بين جرفين (جرفين)

الجواب:

ت = ق / ر

المسافة = السرعة × الزمن = (340 م/ث) × (3,5 ث) = 1.190 مترًا

الإجابة الصحيحة هي ج.

مصدر السؤال:

أسئلة الامتحان الوطني للعلوم للمرحلة الإعدادية/المرحلة الإعدادية الإسلامية

أسئلة الفيزياء من SBMPTN