حل سؤال: تردد الموجات الصوتية التي تصدر من منبّه بطول موجي 0.50m إذا علمت أن سرعة الصوت 344m/s 344hz 388hz 644hz 688hz
- اجابة السؤال هي: 688hz.
شرح الإجابة :
في عالم الفيزياء، تُعتبر الأصوات جزءاً أساسياً من حياتنا اليومية، وتنتقل هذه الأصوات عبر الهواء على شكل موجات. هذه الموجات الصوتية تحمل معها معلومات هامة، مثل ترددها وطولها الموجي، وكلاهما يلعب دوراً حاسماً في تحديد طبيعة الصوت الذي نسمعه. لفهم كيفية حساب تردد الموجة الصوتية، دعنا نتعمق أكثر في العلاقة بين هذه المفاهيم.
في البداية، يجب أن ندرك أن هناك رابطاً وثيقاً يجمع بين سرعة الصوت، وتردده، وطوله الموجي. هذه العلاقة يمكن التعبير عنها رياضياً من خلال معادلة بسيطة ولكنها قوية: سرعة الصوت تساوي التردد مضروباً في الطول الموجي. هذه المعادلة هي مفتاح حل العديد من المسائل المتعلقة بالصوت، وهي أساس فهمنا لكيفية انتقال الصوت وتغيره.
لتبسيط الأمور، تخيل أنك تمسك بطرف حبل وتقوم بتحريكه لأعلى ولأسفل بشكل منتظم. عدد المرات التي تحرك فيها يدك في الثانية الواحدة يمثل التردد. أما المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتاليين في الموجة التي تتكون على الحبل، فتمثل الطول الموجي. سرعة انتشار هذه الموجة على طول الحبل هي سرعة الموجة.
بالعودة إلى سؤالنا، لدينا منبه يصدر موجات صوتية بطول موجي معين، ونعرف أيضاً سرعة الصوت في الهواء. المطلوب هو حساب تردد هذه الموجات. لحل هذه المسألة، يمكننا استخدام المعادلة التي ذكرناها سابقاً، ولكن مع إجراء بعض التعديلات البسيطة.
لأننا نريد حساب التردد، يجب أن نعيد ترتيب المعادلة بحيث يصبح التردد هو الطرف المستقل. ببساطة، نقسم طرفي المعادلة على الطول الموجي، ليصبح لدينا: التردد يساوي سرعة الصوت مقسومة على الطول الموجي.
الآن، كل ما علينا فعله هو تعويض القيم المعطاة في السؤال في هذه المعادلة. لدينا سرعة الصوت تساوي 344 متراً في الثانية، والطول الموجي يساوي 0.50 متر. بالتعويض في المعادلة، نحصل على: التردد يساوي 344 مقسومة على 0.50.
عند إجراء عملية القسمة، نجد أن التردد يساوي 688 هرتز. والهرتز هو وحدة قياس التردد، وتعني عدد الاهتزازات أو الدورات في الثانية الواحدة.
إذاً، الإجابة الصحيحة لهذا السؤال هي 688 هرتز. هذا يعني أن الموجات الصوتية التي يصدرها المنبه تهتز 688 مرة في الثانية الواحدة.
للتأكد من فهمك الكامل، دعنا نراجع الخطوات مرة أخرى. أولاً، فهمنا العلاقة بين سرعة الصوت، والتردد، والطول الموجي. ثانياً، قمنا بإعادة ترتيب المعادلة لحساب التردد. ثالثاً، عوضنا بالقيم المعطاة في السؤال في المعادلة. وأخيراً، قمنا بإجراء عملية القسمة للحصول على الإجابة النهائية.
من خلال هذا الشرح، نأمل أن تكون قد فهمت كيفية حساب تردد الموجات الصوتية، وكيفية تطبيق هذه المعرفة لحل مسائل مماثلة. تذكر دائماً أن الفيزياء تعتمد على فهم العلاقات بين المفاهيم المختلفة، وتطبيقها بشكل صحيح لحل المشكلات.
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن نناقش بعض النقاط الإضافية المتعلقة بالموجات الصوتية. على سبيل المثال، تعلم أن الموجات الصوتية يمكن أن تنعكس وتنتشر وتتداخل مع بعضها البعض. هذه الظواهر تؤدي إلى تأثيرات مختلفة، مثل الصدى والضوضاء.
الصدى يحدث عندما تصطدم الموجات الصوتية بسطح عاكس، مثل جدار أو جبل، ثم تعود إلينا. أما الضوضاء، فهي عبارة عن خليط من الموجات الصوتية المختلفة التي تتداخل مع بعضها البعض بشكل غير منتظم.
كذلك، يمكن أن تتأثر الموجات الصوتية بخصائص الوسط الذي تنتقل فيه. على سبيل المثال، سرعة الصوت في الماء أكبر منها في الهواء، وذلك بسبب أن جزيئات الماء أكثر كثافة وأكثر ترابطاً من جزيئات الهواء.
بمعرفة هذه المعلومات الإضافية، يمكنك أن تفهم بشكل أفضل كيف تعمل الأصوات من حولك، وكيف يمكنك التحكم بها واستخدامها في تطبيقات مختلفة.