ملخص الفصل ٢: الاهتزازات والموجات
أهم أفكار كل درس في سطور، ومثال محلول، ورقم الصفحة في كتاب الطالب لتعود إليه. افتح الفصل في الكتاب (صفحة ٥٦)
2-1 الحركة الدورية
- الحركة الاهتزازية (الدورية) حركة تتكرر في دورة منتظمة، وعندما تتناسب القوة المعيدة طرديا مع إزاحة الجسم عن موضع اتزانه تسمى الحركة حركة توافقية بسيطة.
- يوصف الجسم المهتز بالزمن الدوري T وهو زمن الدورة الكاملة، وبسعة الاهتزاز A وهي أقصى إزاحة عن موضع الاتزان.
- ينص قانون هوك على أن قوة النابض تتناسب طرديا مع استطالته F = -kx، وطاقة الوضع المرونية المختزنة فيه PE = ½kx².
2-2 خصائص الموجات
- الموجة اضطراب يحمل الطاقة خلال المادة أو الفراغ دون أن ينقل المادة نفسها، والموجات الميكانيكية كموجات الماء والصوت تحتاج إلى وسط ناقل.
- في الموجة المستعرضة يهتز الوسط عموديا على اتجاه انتشارها، وفي الموجة الطولية يهتز موازيا له، أما الموجة السطحية فتجمع خصائص النوعين.
- سرعة الموجة تعتمد على الوسط فقط، وترتبط بطولها الموجي وترددها بالعلاقة v = λf، وتتناسب الطاقة التي تنقلها طرديا مع مربع سعتها.
2-3 سلوك الموجات
- عند الحد الفاصل بين وسطين ينعكس جزء من الموجة الساقطة ويعبر جزء آخر، وتنقلب الموجة المنعكسة إذا كان الوسط الثاني أثقل أو أكثر صلابة.
- ينص مبدأ التراكب على أن إزاحة الوسط عند التقاء موجتين تساوي المجموع الجبري لإزاحتيهما، وينتج عن ذلك التداخل البناء أو الهدام.
- تتكون الموجة الموقوفة من تداخل موجتين متعاكستين، وفيها نقاط ساكنة تسمى العقد ونقاط ذات إزاحة قصوى تسمى البطون.
مثال محلول
نابض ثابته 200 N/m استطال مسافة 0.15 m عند تعليق جسم فيه. احسب القوة المؤثرة في النابض وطاقة الوضع المرونية المختزنة فيه.
- من قانون هوك مقدار القوة F = kx = 200 N/m × 0.15 m = 30 N.
- طاقة الوضع المرونية PE = ½kx² = ½ × 200 × (0.15)² = 100 × 0.0225.
- إذن PE = 2.25 J.
- تحقق: الطاقة تساوي مساحة المثلث تحت منحنى القوة والإزاحة ½ × 0.15 m × 30 N = 2.25 J.
الإجابة: القوة 30 N، وطاقة الوضع المرونية 2.25 J.
ملخص من إعداد هلا سكول، راجعه فيصل عزيز. المرجع الأساسي هو كتاب الطالب؛ ارجع إلى الصفحات المذكورة.