خيط مرن أفقي طوله (L=1m) وكتلته (m=10g)، نربط أحد طرفيه برنانة كهربائية شعبتاها أفقيتان تواترها (f=50Hz)،

  • فيزياء

خيط مرن أفقي طوله (L=1m) وكتلته (m=10g)، نربط أحد طرفيه برنانة كهربائية شعبتاها أفقيتان تواترها (f=50Hz)، ونشد الخيط على محز بكرة بثقل مناسب لتكون نهايته مقيدة. فإذا علمت أن طول الموجة المتكونة (40cm).

المطلوب:

  1. ما عدد المغازل المتكونة على طول الخيط؟
  2. احسب السعة بنقطة تبعد (20cm) قم بنقطة تبعد (30cm) عن النهاية المقيدة للخيط إذا كانت سعة اهتزاز المنبع (Ymax=1cm).
  3. احسب الكتلة الخطية للخيط، واحسب قوة شد هذا الخيط وسرعة انتشار الاهتزاز فيه.
  4. احسب قوة شد الخيط التي تجعله يهتز بمغزلين وحدد أبعاد العقد والبطون عن النهاية المقيدة في هذه الحالة.
  5. نجعل طول الوتر نصف ما كان عليه هل تتغير كتلته الخطية باعتبار أنه متجانس.

الأجوبة

L = K.(λ/2)

1 = k.(0.4/2)

k = 5 (مغازل)

Ymax/n = 2Ymax |sin(2π/λ).x|

النقطة n1 عقدة اهتزاز

Ymax/n1 = 2*10-2 |sin(2π/0.4)*0.2| = 0

النقطة n2 بطن اهتزاز

Ymax/n2 = 2*10-2 |sin(2π/0.4)*0.3| = 2*10-2 m

 

μ = m/L = 10*10-3 / 1 = 10-2 kg/m

f = k/2.L √FT/μ

50 = (5/2*1)*(FT/10-2)

FT = 4 N

v = λ.f = 0.4*50 = 20 m/s

f = k'/2.L √FT'/μ

50 = (5/2*1)*(FT'/10-2)

FT' = 25 N

L = k'.(λ'/2)

1 = 2*(λ'/2)

λ' = 1 m

أبعاد عقد الاهتزاز عن النهاية المقيدة:

x = k.(λ/2)

x = k.(1/2)

العقدة الأولى N1:

k = 0

x1 = 0 m

العقدة الثانية N2:

k = 1

x2 = 1*(1/2) = 0.5 m

العقدة الثالثة N3:

k = 2

x3 = 2*(1/2) = 1 m

أبعاد بطون الاهتزاز عن النهاية المقيدة:

x = (2k+1).(λ/4)

x = (2k+1).(1/4)

البطن الأول A1:

k = 0

x1 = 1*(1/4) = 0.25 m

البطن الثاني A2:

k = 1

x2 = 3*(1/4) = 0.75 m

μ' = m'/L' = (1/2)m / (1/2)L = m/L = μ

النتيجة لا تتغير الكتلة الخطية بتغير طول الوتر.

هل كان المحتوى مفيد؟

تبحث عن مدرس اونلاين؟

محتاج مساعدة باختيار المدرس الافضل؟ تواصل مع فريقنا الان لمساعدتك بتأمين افضل مدرس
ماهو التخصص الذي تبحث عنه؟
اكتب هنا...