فيزياء الباب الأول شرح بالفيديو الحركة الاهتزازية 3ث

تعريف الحركة الاهتزازية


تعريف : هى الحركه الاهتزازية فى ابسط صورها.

تسمي الحركة الاهتزازية في ابسط صورة لها . حركة توافقيه
بسيطة مثل حركة الارجوحه أو حركة البندول البسيط إذا تبدأ الاهتزازة من
نقطة

( a ) ثم تزداد إلى قيمة قصوى موجبه .

( b ) ثم تقل إلى الصفر ( a ) ثم تزداد إلى قيمه قصوى سالبه ( c ) ثم إلى الصفر ( a ) وتكرار نفسها باستمرار .

الحركة الاهتزازية : هي حركة جسم مهتز حول موضع.

السكون الأصلي ( a ) في اتجاهين متعاكسين بتردد معين .



الحركة الموجيه الإزاحة


الحركة الموجيه :-

هي حركة تنتشر في الوسط المادي المرن عندما تهتز جزيئاته بنفس كيفية إهتزاز المصدر المهتز .

أوهى { مجموعة حركات توافقيه بسيطه مع حركة المصدر المهتز }

1- الإزاحة :

هي بعد الجسم المهتز عن موضع سكونه الأصلي في لحظة معينه في اتجاه معين مثل( م جـ ، م د )


سعة الاهتزاز


2- سعة الاهتزازة ( A )

هي أقصي إزاحة يحدثها الجسم المهتز أو هي المسافه بين نقطتين في
مسار حركته تكون في إحداهما سرعة الجسم أقصاها والاخري منعدمه . م أ ، م ب

3- الاهتزازة الكاملة :

هى الحركة التي يحدثها الجسم المهتز في زمن معين كي يمر بنقطة واحدة
في مسار حركته مرتين متتالية في اتجاه واحد . أى لهما نفس الطور بالنسبة
لنقطة بداية الحركة .

{ م ← أ ← م ← ب ← م } ، { جـ ← أ ← جـ ← ب ← جـ }

1- التردد :

هو عدد الاهتزازات الكاملة التي يحدثها الجسم المهتز في الثانيه الواحدة يقاس ذ/ث ≡ هرتز

الزمن الدوري : T

هو الزمن اللازم كي يعمل الجسم المهتز إهتزازة كاملة أو هو الزمن
الذي يستغرقه الجسم المهتز كي يمر بنقطة واحدة في مسار حركته مرتين
متتاليتين في اتجاه واحد .


1

التردد =

الزمن الدورى


قياس التردد الموجى


حاصل ضرب التردد × الزمن الدوري = الواحد الصحيح .

الذبذبة الكاملة ( الاهتزازة الكاملة ) = 4 سعات إهتزازة .

الزمن الدوري = زمن سعة الاهتزازة × 4 .

وحدة قياس التردد ذ/ث = د/ث = سيكل/ث يكافىء هيرتز (Hz)

المسافة بين النقطتين السرعة فيهما منعدمة = نصف دورة .


نوعا الموجات الميكانيكية (المستعرضة)


الموجه المستعرضه

1- نأخذ حبل طويل أفقي مشدود ومثبت طرفه البعيد في حائط رأس والطرف القريب في كتلة ( m ) مثبته في زنبرك رأس.


2- عند جذب الكتلة لأسفل ثم تركها تقوم الكتلة بعمل حركة توافقيه
بسيطه في الاتجاه الرأس . ويقوم طرف الحبل المثبت بها بنفس الحركة وهذا
يؤدي إلى تذبذب الأجزاء التي تلي هذا الجزء من الحبل بصورة متتابعة جزء يلي
الأخر


3- هكذا تنتقل الحركة على طول الحبل بسرعة ( V ) م/ث بينما تتحرك
أجزاء الحبل حركة توافقيه بسيطه في اتجاه رأس – تسمي هذه الموجه بالموجه
المستعرضة .



تجربه انتشار موجه

يمكن إجراء نفس هذه التجربة بنفسك باستخدام حبل طويل مشدود مثبت أحد
طرفيه ( الطرف البعيد ) في حائط رأس في حين طرفه الأخر مشدود بيدك وعندما
تحرك يدك رأسيا إلى أعلى وإلى أسفل على شكل نبضة نلاحظ إنتشار موجه على شكل
نبضة وتنتشر على طول الحبل وتسمي عندئذ " موجه مرتحلة".

تكون هذه الموجه متواصلة ( قطار من الموجات المرتحلة ) طالما ظلت الحركة التوافقية البسيطة مستمرة


تكوين الموجة المستعرضة

الشغل الذي يبذله المصدر المهتز على الوتر ينتقل على هيئة طاقة وضع
تتمثل في شد الوتر و طاقة حركة تتمثل في اهتزاز الوتر ولذلك تتحرك أجزاء
الوتر صعودا وهبوطا في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجه في صورة قمم
وقيعان .

القمة : النهاية العظمي للإزاحة في الاتجاه الموجب .

القاع : النهاية العظمي للإزاحة في الاتجاه السالب .

أى جزء من أجزاء الوتر أثناء إهتزازة يحدث قمة ثم قاع متتاليين عندئذ تتكون إهتزازة كاملة ( موجه ).


* الموجه المستعرضة تشتمل على قمة وقاع متتاليين خلال اهتزازة كاملة.

*عندما يهتز المصدر تهتز جزيئات الوسط المحيط بنفس الكيفية – وينتقل
الاهتزازة أولا من المصدر إلى جزيئات الوسط المجاورة له أولا أو المتصلة
به ومنها إلى جزيئات الوسط التي تليها وهكذا ينتشر هذا الاهتزاز أو هذا
الاضطراب في الوسط على هيئة حركة موجيه .

* الموجه هي : إضطراب ما يحدث ثم تنتقل .


الموجة الطولية


1- نتصور كتلة ( m ) فوق سطح أفقي أملس مثبته من احد طرفيها في زنبرك والطرف الاخر في زنبرك طويل مثبت طرفه البعيد في حائط رأس .

2- نجذب الكتلة ( m ) نحو اليمين في اتجاه محور الزنبرك إلى
الوضع ( X = A ) فإن جزءا من الزنبرك على يمين ( A ) نضغط وهذا التضاغط
يؤثربقوة على الزنبرك جهة اليمين ويعمل على ضغط حلقاته بصورة متتابعة وهكذا
ينتقل التضاغط تباعا نحو اليمين .


نوعا الموجات الميكانيكية


1- الكتلة ( m ) تتحرك حول موضع إستقرارها الأصلي حركة تردديه قرباً
وبعداً عن الزنبرك وتسمي مثل هذه الحركة بالحركة التوافقية البسيطة .

2-عندما تحدث اللفة الواحدة تضاغط ثم تخلخل مع اللفه المجاورة لها تتكون موجة طولية .

3- الموجة الطولية = تضاغط + تخلخل


مقارنة بين الموجات الطولية والمستعرضة



الموجه المستعرضة الموجه الطوليه

1- تنشأ عن اهتزاز جزيئات الوسط حول موضع سكونها في اتجاه عمودي على اتجاه انتشار الموجه

2- تتكون من قمم وقيعان

3- الطول ألموجي : المسافة بين قمتين متتاليتين أو المسافه بين قاعين متتاليين .

4- أمثله :

الموجات المنتشرة على سطح الماء

الموجات المنتشرة في الوتر المشدود

5- الشرط: أن تكون قوى التماسك بين جزئيات الوسط كبيرة 1- تنشأ عن اهتزاز جزيئات الوسط حول موضع سكونها في نفس اتجاه انتشار الموجه

2- تتكون من تضاغطات وتخلخلات

3- الطول الموجي:

المسافة بين مركزي تضاغطين متتاليين أو المسافة بين مركزى تخلخلين متتاليين .

4- أمثله : موجات الصوت – موجات باطن الماء– موجات الملف الزنبركي

5- الشرط: أن تكون قوى التماسك بين جزئيات الوسط ضعيفة





أوجه الشبه بين الموجات المستعرضة والموجات الطولية



1- موجات ميكانيكية . 2- لا تنتشر في الفراغ.

3- تنشأ عن اهتزاز جزيئات الوسط .

4- يلزم لها وسط مادى تنتشر فيه .

5- اتفقتا كذلك في تعريف الطول الموجي حيث أنه المسافه بين نقطتين متتاليتين في مسار الحركة الموجيه لهما نفس الطور .


أوجه الاختلاف بين الموجات المستعرضة والطولية


1- الأمواج المستعرضة تنشأ عن اهتزاز جزيئات الوسط في اتجاه عمودي
على اتجاه انتشار الموجه في حين الموجه الطوليه يكون اهتزاز جزيئات الوسط
مع نفس اتجاه انتشار الموجه .

الموجه المستعرضه تتكون من قمم وقيعان والموجه الطوليه من تضاغطات
وتخلخلات .من حيث الانتشار في الاوساط المادية .