تلخيص وحدة الاهتزازات والموجات فيزياء الحادي عشر

تلخيص وحدة الاهتزازات والموجات فيزياء  الحادي عشر الفصل الثالث

الفصل الأول : الإھتزازت والموجات

الحركة الدوریة : ھى الحركة التى تكرر نفسھا فى فترات زمنیة متساویة مثل الحركة التوافقیة البسیطة ( الحركة الإھتزازیة ) والحركة الموجیة

الحركة التوافقیة البسیطة : ھى الحركة التى تحدث عندما تتناسب القوة التى تعید الجسم إلى موضع الإتزان طردیا

مع إزاحة الجسم مثل حركة البندول البسیط وحركة النابض

الزمن الدورى T : ھو الزمن الذى یحتاج الیه الجسم لعمل اھتزازة كاملة

سعة الإھتزازة A :ھى أقصى إزاحة للجسم بعیدا عن موضع سكونھ

عند التأثیر بقوة على نابض أو بندول

عندما تكون محصلة القوى المؤثرة على الجسم = صفر یكون الجسم فى حالة لإتزان

عندما نسحب الجسم بعیدا عن موضع الإتزان تكون محصلة القوى المؤثرة على الجسم لاتساوى صفرا وتعمل على إعادة الجسم إلى موضع الإتزان

قانون ھوك : القوة F التى یؤثر بھا نابض تساوى حاصل ضرب

ثابت النابض k فى المسافة التى یستطیلھا أو بنضغطھا

النابض عن موضع اتزانه

یعتمد ثابت النابض على صلابة النابض إضافة إلى خصائص أخرى له

طاقة الوضع المرونیة المخزنة فى نابض:

طاقة الوضع المرونیة فى نابض تساوى نصف حاصل ضرب ثابت

النابض k فى مربع إزاحته

حركة النابض: 

عند سحب الجسم بقوة إلى أسفل فإنه عند لحظة تحرر الجسم تكون:

القوة المحصلة المؤثرة فى الجسم والتسارع أكبر مایمكن والسرعة المتجھة تساوى صفرا

عندما یمر الجسم بنقطة الإتزان تكون:

كلا من القوة المحصلة المؤثرة فى الجسم والتسارع یساوى صفرا والسرعة المتجھة أكبر مایمكن

السیارات: تعتمد مقدرة السیارة على تحمل الصدمات على مقدار الطاقة الحركیة للسیارة قبل التصادم والتى تتحول إلى طاقة وضع مرونیة فى الھیكل بعد التصادم لذلك تزود السیارات بنوابض ماصة للصدمات

البندول البسیط: یتكون البندول البسیط من جسم صلب معلق بخیط – عند سحب الجسم الصلب وتركه یتحرك فإنه یتأرجح

عند الموضعین الأیمن والأیسر

تكون القوة المحصلة والتسارع أكبر مایمكن وتكون السرعة المتجھة تساوى صفرا

فى الموضع الوسط عند الإتزان

كلا من القوة المحصلة المؤثرة فى الجسم والتسارع یساوى صفرا

والسرعة المتجھة أكبر مایمكن

ملاحظة : القوة المحصلة ھى قوة ارجاع وتكون دائما معاكسة لإتجاه إزاحة ثقل البندول وتعمل على إرجاع الثقل إلى موضع الإتزان

الزمن الدورى للبندول البسیط : (T)

الزمن الدورى للبندول البسیط یساوى 2p مضروبة فى الجزر التربیعى لحاصل طول الخیط l علي تسارع الجاذبیة الإرضیة g

الزمن الدورى للبندول البسیط لایعتمد على كتلة البندول أو سعة الإھتزازة

یستخدم البندول البسیط لحساب تسارع الجاذبیة الأرضیة g

إذا زاد الزمن الدورى للضعف فإن الطول یزداد أربع أمثال

إذا قل الزمن الدورى للنصف فإن الطول یقل للربع

الرنین: یحدث عندما تؤثر قوة صغیرة فى جسم متذبذب ( مھتز ) فى فترات زمنیة منتظمة بحیث تؤدى إلى زیادة

سعة الإھتزازة وتكون الفترة الزمنیة الفاصلة بین تطبیق القوة على الجسم المھتز مساویة للزمن الدورى

للإھتزازة

من الأمثلة الشائعة على الرنین:

أرجحة السیارة للأمام والخلف لتحریك عجلاتھا

حركة الجمھور فى شرفة المسرح قد تؤدى إلى تحطیم ھیكل الشرفة إذا كان الزمن الدورى لحركة الجمھور مساو

للزمن الدورى الطبیعى لإھتزاز ھذه الشرفة

علل: إذا كانت عجلات السیارة غیر متوازنة فسوف تھتز السیارة بقوة عند سرعة محددة ولایحدث ذلك عند سرعات أقل أو أكبر

خصائص الموجات:

الموجة: ھى اضطراب یحمل الطاقة خلال الفراغ أو المادة دون أن تنتقل مادة الوسط

الموجات المیكانیكیة:ھى الموجات التى تحتاج لوسط مادى للإنتشارھا

مثل موجات الصوت – موجات الماء- الموجات المنتقلة خلال نابض أو حبل أو ...

من الممكن أن تتكون من أمواج طولیة – أو أمواج مستعرضة –أو من كلیھما معا

الموجات الكھرومغناطیسیة:ھى الموجات التى لاتحتاج ألى وسط مادى لإنتشارھا (یمكن أن تنتشر فى الفراغ وفى

الأوساط المادیة) وتتكون من أمواج مستعرضة مثل موجات الضوء – الأشعة السینیة - ...

الموجة المستعرضة:ھى إھتزاز جزیئات الوسط عمودیا على إتجاه انتشار الموجه

الموجة الطولیة:ھى إھتزاز جزیئات الوسط فى نفس إتجاه انتشار الموجة

فى الشكل المقابل عند تجمیع مجموعة من حلقات النابض وتركھا فجأة

فإن الإضطرابات والنبضات تنتشران فى كلا الإتجاھین

بحیث أنه فى كل إتجاه تكون الإضطرابات والنبضات فى نفس الإتجاه

الموجات فى أعماق البحیرات والمحیطات موجات طولیة

بینما تتحرك الجزیئات على سطح الماء فى اتجاه مواز وعمودى على اتجاه حركة الموجة

حیث تتحرك الجزیئات التى على السطح فى مسار دائرى (ویكون إتجاه حركة الجزیئات فى نفس اتجاه انتشار الموجة

عند القمة وفى عكس اتجاه انتشار الموجة عند القاع ) وتزاح الجزیئات أفقیا وعمودیا بعیدا عن مواضع اتزانھا

مما یؤدى إلى تكوین موجة سطحیة لھا خصائص كل من الموجات الطولیة والمسنعرضة

مصدر طاقة موجات الماء یأتى من العواصف البعیدة

سعة الموجة A: ھى أقصى إزاحة للموجة بعیدا عن موضع سكونھا

تعتمد سعة الموجه على كیفیة تولیدھا

لاتعتمد سعة الموجه على سرعة الموجة

یجب أن یبذل شغل أكبر لتولید موجة سعتھا كبیرة

تنقل الموجة ذات السعة الكبیرة طاقة أكبر من التى تنقلھا الموجة التى سعتھا قلیلة

طول الموجة  : ھو أقصر مسافة بین أى نقطتین بحیث یتكرر نمط الموجة نفسه مثل المسافة بین قمتین متتالیتین أو قاعین متتالیین