تقويم الفصل 3 - أسئلة فيزيائية عن الصوت والرنين - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: تقويم الفصل 3

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: الفيزياء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: مراجعة

الفصل: 3

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تحتوي هذه الصفحة على تقويم للفصل الثالث من كتاب فيزياء سعودي، وتتضمن مجموعة من المسائل والتمارين المتعلقة بموضوعات الصوت والرنين. تشمل المسائل حسابات التردد الأساسي والرنين في الأنابيب المفتوحة والمغلقة، وسرعة الصوت في مواد مختلفة مثل الألومنيوم والهيليوم، وتطبيقات على السمع البشري مثل القوة المؤثرة على طبلة الأذن. كما تتناول مسائل تتعلق بظاهرة دوبلر وحركة الأمواج في السوائل، مع رسومات توضيحية مثل الشكل 21-3 الذي يظهر أنبوبًا بلاستيكيًا بطول 0.85 م، والشكل 22-3 الذي يوضح بئرًا بعمق 122.5 م لحساب زمن سقوط الحجر. تهدف هذه التمارين إلى تعزيز فهم الطلاب للمفاهيم الفيزيائية الأساسية في الصوت من خلال تطبيقات عملية وحسابات رياضية.

📄 النص الكامل للصفحة

تقويم الفصل 3 --- SECTION: 58 --- السمع البشري القناة السمعية التي تؤدي إلى طبلة الأذن عبارة عن أنبوب مغلق طوله 3.0 cm. أوجد القيمة التقريبية لأقل تردد رنين. أهمل تصحيح النهاية. --- SECTION: 59 --- إذا أمسكت قضيب ألومنيوم طوله 1.2 m من منتصفه وضربت أحد طرفيه بمطرقة فسييهتز كأنه أنبوب مفتوح، ويكون هناك بطن ضغط عند مركز القضيب؛ بسبب توافق بطون الضغط لعقد الحركة الجزيئية. فإذا كانت سرعة الصوت في الألومنيوم 5150 m/s فما أقل تردد اهتزاز للقضيب؟ --- SECTION: 60 --- إذا أنتج أنبوب مفتوح نغمة ترددها 370 Hz فما ترددات الإيقاعات الثاني، والثالث، والرابع المصاحبة لهذا التردد؟ --- SECTION: 61 --- إذا أنتج أنبوب مغلق نغمة ترددها 370 Hz فما تردد أقل ثلاثة إيقاعات ينتجها هذا الأنبوب؟ --- SECTION: 62 --- Question Text: ضبط وتر طوله 65.0 cm لينتج أقل تردد، ومقداره 196 Hz. احسب مقدار: a. سرعة الموجة في الوتر. b. الترددين الآتيين لرنين هذا الوتر. Options: a. سرعة الموجة في الوتر. b. الترددين الآتيين لرنين هذا الوتر. a. فما القوة المؤثرة في طبلة أذن مساحتها 0.52 cm²؟ b. إذا انتقلت ا --- SECTION: 63 --- يمثل الشكل 21-3 أنبوبًا بلاستيكيًا موجًا مرنًا طوله 0.85 m. وعندما يتأرجح ينتج نغمة ترددها يماثل أقل تردد ينتجه أنبوب مفتوح له الطول نفسه. ما تردد النغمة؟ --- SECTION: الشكل 21-3 --- الشكل 21-3 --- SECTION: 64 --- Question Text: إذا تأرجح الأنبوب في المسألة السابقة بسرعة أكبر منتجًا نغمة حدتها أعلى، فما التردد الجديد؟ Options: a. فما القوة المؤثرة في طبلة أذن مساحتها 0.52 cm²؟ b. إذا انتقلت القوة نفسها التي في الفرع a كاملة إلى العظام الثلاثة في الأذن الوسطى، فما مقدار القوة التي تؤثر بها هذه العظام في الفتحة البيضية؛ أي الغشاء المرتبط مع العظمة الثالثة؟ علمًا بأن الفائدة الميكانيكية لهذه العظام 1.5. c. ما مقدار الضغط الإضافي الذي انتقل إلى السائل الموجود في القوقعة نتيجة تأثير ه --- SECTION: 65 --- Question Text: إذا كانت سعة موجة ضغط خلال محادثة عادية 0.020 Pa، a. فما القوة المؤثرة في طبلة أذن مساحتها 0.52 cm²؟ b. إذا انتقلت القوة نفسها التي في الفرع a كاملة إلى العظام الثلاثة في الأذن الوسطى، فما مقدار القوة التي تؤثر بها هذه العظام في الفتحة البيضية؛ أي الغشاء المرتبط مع العظمة الثالثة؟ علمًا بأن الفائدة الميكانيكية لهذه العظام 1.5. c. ما مقدار الضغط الإضافي الذي انتقل إلى السائل الموجود في القوقعة نتيجة تأثير هذه القوة، إذا كانت مساحة الفتحة البيضية 0.026 cm²؟ Options: a. فما القوة المؤثرة في طبلة أذن مساحتها 0.52 cm²؟ b. إذا انتقلت القوة نفسها التي في الفرع a كاملة إلى العظام الثلاثة في الأذن الوسطى، فما مقدار القوة التي تؤثر بها هذه العظام في الفتحة البيضية؛ أي الغشاء المرتبط مع العظمة الثالثة؟ علمًا بأن الفائدة الميكانيكية لهذه العظام 1.5. c. ما مقدار الضغط الإضافي الذي انتقل إلى السائل الموجود في القوقعة نتيجة تأثير هذه القوة، إذا كانت مساحة الفتحة البيضية 0.026 cm²؟ --- SECTION: مراجعة عامة --- مراجعة عامة --- SECTION: 66 --- أنبوب مفتوح طوله 1.65 m. ما نغمة التردد الأساسي التي ينتجها في الهيليوم عند درجة حرارة 0°C؟ --- SECTION: 67 --- يطير طائر نحو رائد فضاء على كوكب مكتشف حديثًا بسرعة 19.5 m/s، ويُعرّف بحدة مقدارها 954 Hz. فإذا سمع الرائد النغمة بتردد 985 Hz فما سرعة الصوت في الغلاف الجوي لهذا الكوكب؟ --- SECTION: 68 --- إذا ألقيت حجرًا في بئر عمقها 122.5 m كما في الشكل 22-3، فبعد كم ثانية تسمع صوت ارتطام الحجر بقاع البئر؟ --- SECTION: الشكل 22-3 --- الشكل 22-3 --- SECTION: 69 --- تستخدم سفينة موجات السونار بتردد 22.5 kHz. فإذا كانت سرعة الصوت في ماء البحر 1533 m/s، وزارة التعليم 109 Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 21-3 Description: A diagram showing a horizontal tube with wavy lines inside, representing a wave. The length of the tube is indicated as 0.85 m. Key Values: 0.85 m Context: Illustrates the physical setup for a wave in a tube, likely related to resonance or frequency calculations in question 63. **DIAGRAM**: الشكل 22-3 Description: A diagram depicting a person dropping a stone into a deep well. The depth of the well is explicitly labeled as 122.5 m. Key Values: 122.5 m Context: Provides a visual context and a key measurement (depth) for a physics problem involving sound travel time in question 68.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 7 بطاقة لهذه الصفحة

أنبوب مغلق طوله 3.0 cm يؤدي إلى طبلة الأذن. ما القيمة التقريبية لأقل تردد رنين له (بإهمال تصحيح النهاية)؟

الإجابة: يتم حساب أقل تردد رنين لأنبوب مغلق باستخدام الصيغة f = v/(4L)، حيث v سرعة الصوت في الهواء (تقريباً 343 m/s عند 20°C). L = 0.03 m. f ≈ 343 / (4 × 0.03) ≈ 2858 Hz.

الشرح: الأنبوب المغلق له عقدة عند الطرف المغلق وبطن عند الطرف المفتوح. أقل تردد (الرنين الأساسي) يتوافق مع ربع الطول الموجي داخل الأنبوب (L = λ/4).

تلميح: تذكر صيغة التردد الأساسي للأنبوب المغلق. السرعة مقسومة على أربعة أضعاف الطول.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

قضيب ألومنيوم طوله 1.2 m ممسوك من منتصفه ويهتز كأنبوب مفتوح مع بطن ضغط عند المركز. إذا كانت سرعة الصوت في الألومنيوم 5150 m/s، فما أقل تردد اهتزاز للقضيب؟

الإجابة: لأنبوب مفتوح، أقل تردد (الرنين الأساسي) يحقق العلاقة L = λ/2. التردد f = v/λ = v/(2L). بالتعويض: v = 5150 m/s، L = 1.2 m. f = 5150 / (2 × 1.2) ≈ 2146 Hz.

الشرح: في الأنبوب المفتوح، كلا الطرفين عبارة عن بطون ضغط (أو عقد إزاحة). الرنين الأساسي يحدث عندما يكون الطول مساوياً لنصف الطول الموجي.

تلميح: القضيب يهتز كأنبوب مفتوح. ما العلاقة بين الطول والطول الموجي للرنين الأساسي في الأنبوب المفتوح؟

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

أنبوب مفتوح ينتج نغمة أساسية ترددها 370 Hz. ما ترددات الإيقاعات الثاني، والثالث، والرابع (الرنينات الأعلى)؟

الإجابة: لأنبوب مفتوح، ترددات الرنين تكون مضاعفات فردية وزوجية للتردد الأساسي: f_n = n * f₁، حيث n = 1, 2, 3, ... الإيقاع الثاني (n=2): f₂ = 2 × 370 = 740 Hz. الإيقاع الثالث (n=3): f₃ = 3 × 370 = 1110 Hz. الإيقاع الرابع (n=4): f₄ = 4 × 370 = 1480 Hz.

الشرح: الأنبوب المفتوح يدعم جميع أنماط الرنين (n=1,2,3,4,...). تردد كل نمط يساوي الرقم التوافقي مضروباً في التردد الأساسي.

تلميح: في الأنبوب المفتوح، جميع التوافقيات (الإيقاعات) موجودة. الترددات هي مضاعفات صحيحة للتردد الأساسي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

أنبوب مغلق ينتج نغمة أساسية ترددها 370 Hz. ما تردد أقل ثلاثة إيقاعات (رنينات أعلى) ينتجها هذا الأنبوب؟

الإجابة: لأنبوب مغلق، ترددات الرنين هي مضاعفات فردية فقط للتردد الأساسي: f_n = n * f₁، حيث n = 1, 3, 5, ... أقل ثلاثة إيقاعات (بعد الأساسي) هي: الإيقاع الأول (n=3): f₃ = 3 × 370 = 1110 Hz. الإيقاع الثاني (n=5): f₅ = 5 × 370 = 1850 Hz. الإيقاع الثالث (n=7): f₇ = 7 × 370 = 2590 Hz.

الشرح: الأنبوب المغلق له عقدة عند أحد الأطراف وبطن عند الآخر، مما يسمح فقط بأنماط الرنين التي يكون فيها الطول مساوياً لعدد فردي من أرباع الأطوال الموجية.

تلميح: في الأنبوب المغلق، التوافقيات الزوجية غير موجودة. فقط التوافقيات الفردية (1, 3, 5, 7, ...).

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

وتر طوله 65.0 cm مهيأ لينتج أقل تردد (196 Hz). كيف تحسب سرعة الموجة في الوتر؟

الإجابة: لرنين الوتر المثبت من الطرفين، أقل تردد يحقق العلاقة L = λ/2. إذن، الطول الموجي λ = 2L = 2 × 0.65 m = 1.3 m. سرعة الموجة v = f × λ = 196 Hz × 1.3 m = 254.8 m/s.

الشرح: في الوتر المهتز المثبت من الطرفين، يكون الرنين الأساسي عندما يكون الطول مساوياً لنصف الطول الموجي. من هذه العلاقة يمكن إيجاد السرعة.

تلميح: تذكر العلاقة بين طول الوتر والطول الموجي للرنين الأساسي. السرعة هي حاصل ضرب التردد في الطول الموجي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

أنبوب بلاستيكي مرن طوله 0.85 m يهتز لينتج نغمة تماثل أقل تردد لأنبوب مفتوح له نفس الطول. ما تردد هذه النغمة؟ (افترض سرعة الصوت في الهواء 343 m/s)

الإجابة: أقل تردد لأنبوب مفتوح: f = v/(2L). بالتعويض: v = 343 m/s، L = 0.85 m. f = 343 / (2 × 0.85) ≈ 201.8 Hz.

الشرح: عندما يهتز الأنبوب المرن بطريقة تماثل الأنبوب المفتوح، فإنه يدعم نفس شروط الرنين. التردد الأساسي يعتمد على طول الأنبوب وسرعة الصوت في الوسط.

تلميح: الأنبوب المفتوح له بطن ضغط عند كلا الطرفين. استخدم صيغة التردد الأساسي للأنبوب المفتوح.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما الفرق الرئيسي في ترددات الرنين بين الأنبوب المفتوح والأنبوب المغلق؟

الإجابة: الأنبوب المفتوح: ينتج جميع التوافقيات (الترددات الأساسية ومضاعفاتها الصحيحة: f, 2f, 3f, 4f, ...). الأنبوب المغلق: ينتج التوافقيات الفردية فقط (الترددات الأساسية ومضاعفاتها الفردية: f, 3f, 5f, 7f, ...).

الشرح: يأتي الاختلاف من شروط الحدود: الأنبوب المفتوح له بطون ضغط عند كلا الطرفين، بينما المغلق له بطن عند الطرف المفتوح وعقدة عند الطرف المغلق. هذا يقيد الأنماط المسموح بها.

تلميح: فكر في شروط الرنين عند كل طرف من أطراف كل نوع من الأنابيب. أيها يسمح بجميع الأنماط؟

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط