60 [ mustapha erreghyouy ]

الرغيوي مصطفى
إنجاز 2020-10-24 أنصح به 0

تمارين مصححة الموجات الميكانيكية

 إليكم مجموعة من التمارين المختارة و المصححة من جزء الموجات خاص بجميع الشعب العلمية للسنة الثانية باكلوريا. يتم الإشارة إلى مستوى الصعوبة بالرمز * .

يمكنكم الاطلاع على النسخة الفرنسية من السلسلة الخاصة بتمارين الموجات الميكانيكية خيار فرنسية على الرابط التالي :

 Exercices Corrigés : les Ondes mécaniques 2 bac biof

تمرين 1: انتشار موجة ميكانيكية طول حبل مرن.

نثير طرفا S من حبل مرن عند لحظة نعتبرها أصلا للزمن، فنحصل على تشويه ينتشر طول الحبل من اليسار نحو اليمين بسرعة انتشار c (انظر الشكل).

2020-10i1603292939977433301.png

  1. هل الموجة طولية أم متسعرضة؟ علل جوابك.
  2. صور مظهر الحبل عند لحظة زمنية t1=100ms ,تحقق أن سرعة انتشار الموجة في الوسط هي c=6m/s .
  3. مثل على الشكل مقدمة الموجة النقطة B واستنتج طول ومدة التشويه المحدث في الحبل.
  4. احسب التأخر الزمني τ بين المنبع S والنقطة A من الحبل.

تمرين 2: انتشار موجة ميكانيكية متوالية جيبية طول حبل مرن.

يمثل الشكل جانبه مظهرا لحبل مرن مهتز. بيحيث تنتشر فيه موجة ميكانيكية متوالية جيبية ترددها N  ودورها T. نهمل ظاهرة الخمود و الانعكاس المرافقة لانتشار الموجات في الأوساط المادية.

2020-10i16032929671763272032.png

نحدث الموجة الميكانيكية بواسطة هزاز تردده 100Hz ونعتبر لحظة اشتغال الهزاز أصلا للزمن.

1-   من خلال الشكل، احسب طول الموجة λ وسرعة انتشارها C في الحبل.

2-    احسب t1 لحظة التقاط صورة لمظهر الحبل (الشكل).

نعبر عن استطالة نقطة من وسط الانتشار بالعلاقة التالية:2020-10i16032928631667933985.png

A : وسع الموجة المستعرضة.

3-   ماذا تمثل 2020-10i16032928912094114278.png؟ بين أن 2020-10i1603387848558821891.png.

4-  مثل استطالة المنبع (ys(t بدلالة الزمن t بحيث t<20ms.

5-  تعيد نقطة M  من الحبل نفس حركة المنبع بعد تأخر زمني τ حدد الجواب الصحيح من بين الاقتراحات التالية.

(a :  yM(t)= yS(t)    b :  yM(t)= yS(t +τ)   c :  yM(t)= yS(t-τ

6- لتكن dM=n.λ   ( عدد صحيح طبيعي n) المسافة الفاصلة بين النقطة M ومنبع الموجة S، بين بهذه الشرط أن :

 (yM(t)= yS(t . ما التفسير الفيزيائي للعلاقة المحصل عليها؟.

7-  حدد شرطا على المسافة dN ليكون (yM(t)= - yS(t . ما المعنى الفيزيائي للعلاقة؟

8- تطبيق: حدد عدد النقط التي تهتز على توافق في الطور مع المنبع S علما أن طول الحبل المرن هو L=2m .

تمرين 3 

الجزء الأول : انتشار موجة ميكانيكية على سطح الماء.

نحدث على السطح الحر للماء لحوض الموجات ,بواسطة صفيحة (P) مرتبطة بهزاز, موجات متوالية دورية ترددها N=10Hz. تنتشر الموجات دون خمود و دون انكسار ,يمثل الشكل (1) مظهر سطح الماء عند لحظة معينة و نعطي d=6cm.

2020-08i15983684832070730085.png

الشكل 1

1- حدد فيمة طول الموجة λ.

2- استنتج قيمة v سرعة انتشار الموجة على سطح الماء.

3- نعتبر نقطتين M و P من سطح الماء, حيث MP=7cm (الشكل 1) أحسب قيمة التأخر الزمني τ لاهتزاز النقطة P بالنسبة للنقطة M.

الجزء الثاني :  التعيين التجريبي لسرعة انتشار الصوت.

لتحديد سرعة انتشار موجة صوتية داخل قاعة الأشغال التطبيقية , أنجز الأستاذ التركيب التجريبي الممثل في الشكل (2) و المتكون من ميكروفين M1 و M2 تفصل بينهما المسافة d , مكبر صوت ,مولد GBF مضبوط على التردد N , راسم التذبذب .

يعطي الشكل (3) الرسمين التذبذبيين المعاينين بالنسبة للمسافة d1=21cm .

2020-08i15983685351027102067.pngنعطي الحساسية الأفقية للمدخلين هي : Sh=1.10-4s/div

4 - عين قيمة الدور T للموجة الصوتية.

5- نزيح أفقيا الميكروفون M2 تدريجيا بالنسبة ل M1 إلى أن يصبح الرسمان التذبذبيان من جديد على توافق في الطور . المسافة بين M1 و M2 هي d2=41,5cm .

 أ - حدد قيمة λ طول الموجة الصوتية.

ب - أحسب قيمة v سرعة انتشار الصوت في الهواء .

تمرين 4 : مقتطف من الإمتحان الوطني الموحد 2020 علوم فيزيائية.

في حوض الموجات,يحدث هزاز في نقطة S من السطح الحر للماء موجة متوالية جيبية ترددها N . تنتشر هذه الموجة دون خمود ودون انعكاس بسرعة v=0.25ms-1 .

يبرز الشكل جانبه مظهر سطح الماء عند لحظة تاريخها t1.حيث تمثل كل دائرة ذروة الموجة.

2020-08i1598370335934220794.png


  1.  باستغلال الشكل جانبه, حدد طول الموجة λ .
  2.  أوجد التردد N للموجة.
  3.  نعتبر M نقطة من سطح الماء توجد على مسافة d=5cm من النقطة S .أحسب التأخر الزمني τ لحركة النقطة M بالنسبة لحركة المنبع S.

تمرين 5:

مقتطف من الإمتحان الوطني الموحد للبكالوريا الدورة العادية  2020- علوم الحياة و الأرض و العلوم الزراعية.

انتشار الموجات ظاهرة طبيعية يمكن أن تحدث  في بعض الأوساط .تمكن دراسة هذا الانتشار في شروط مختلفة من الوصول إلى معلومات حول طبيعة الموجات و خاصياتها و كذا حول وسط الانتشار.

يعطي الشكل أسفله,عدتين (1) و (2) لدراسة انتشار موجة على سطح الماء و دراسة انتشار الصوة في الهواء.

2020-08i15983697961826557594.jpg

1- ما طبيعة الموجة الميكانيكية المحدثة على التوالي من طرف منبعي العدتين.

2- في العدة (1),يحدث هزاز موجة متوالية جيبية ترددها N1 . مكنت دراسة تجريبية من الحصول على الوثيقة (a) الممثلة لاستطالة نقطة M من سطح الماء بدلالة الزمن, و الوثيقة (b) الممثلة  لمظهر سطح الماء عند لحظة معينة.

2020-08i1598370013374629228.jpg

1-2 أي الوثيقتين (a) و (b) تبرز دورية مكانية؟

2-2 أوجد التردد N1 للموجة.

3-2 احسب السرعة v1 لانتشار الموجة فوق سطح الماء.

4-2 انقل على ورقة تحريرك رقم السؤال,واكتب الحرف الموافق للاقتراح الصحيح.

استطالة النقطة M بدلالة استطالة المنبع تكتب على الشكل :

2020-07i15941447911422401840.jpg

3- نضع على سطح الماء حاجزا به فتحة عرضها L=8cm .فتنتشر الموجة المحدثة من طرف المنبع على سطح الماء بعد اجتيازها للفتحة .

1-3 ما الظاهرة الممكن مشاهدتها بعد اجتياز الموجة للفتحة؟علل جوابك.

2-3 استنتج طول الموجة λو سرعة انتشار v2 للموجة بعد اجتياز الفتحة.

4- يبعث مكبر الصوت للعدة (2) موجات صوتية ترددها N2=100kHz.

1-4 هل يمكن للموجات الصوتية المحدثة الانتشار في الفراغ ؟ علل جوابك.

2-4 تستقبل الموجات بواسطة مكروفونين M1 و M2 يوجدان  في نفس الموضع.فيظهر المنحنيان المعاينان على راسم التذبذب على توافق في الطور.

عند ازاحة الميكروفون M2 بالنسبة للميكورفون M1 بالمسافة d=34cm .يظهر المنحنيين المعاينين على راسم التذبذب من جديد على توافق في الطور للمرة العاشرة (10) .استنتج سرعة انتشار الصوت في الهواء.