تمرين-رقم-2-في-درس-الموجات-الميكانيكية-المتوالية-الدورية-مادة-الفيزياء-والكيمياء-للسنة-الثانية-بكالوريا

‫ف‪.‬ﺗﻤﺎرﻳﻦ ‪01‬‬
‫اﻧـﺘـﺸـﺎر ﻣـﻮﺟـﺔ ﻣﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴـﺔ‬
‫‪ 2‬ﺑـﺎك‬
‫اﻧـﺘـﺸـﺎر ﻣـﻮﺟـﺔ ﻣﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴـﺔ‬
‫ﻓﻴﺰﻳﺎء ﺗﻤﺎرﻳﻦ ‪01‬‬
‫‪ 2‬ﺑﺎك ﻋـﻠـﻮم‬
‫اﻟـﻤـﻮﺿـﻮع ‪02‬‬
‫ﻛﻴﻒ ﻧﺤﺪد اﻟﺘﻀﺎرﻳﺲ ﺗﺤﺖ ﻣﻴﺎه اﻟﺒﺤﺮ ﺑﻮاﺳﻄﺔ ﻣﺠﺲ ﻣﺘﻨﻘﻞ ﻋﻠﻰ ﺳﻄﺢ اﻟﺒﺤﺮ ؟‬
‫ﻳﺘﻜﻮن اﻟﺘﻤﺮﻳﻦ ﻣﻦ ﺛﻼﺛﺔ أﺟﺰاء ﻣﺴﺘﻘﻠﺔ‪.‬‬
‫اﻟﺠﺰء اﻷول ‪ :‬دراﺳﺔ اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮﺟﺔ ﻓﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻓﻲ ﻣﺎء اﻟﺒﺤﺮ‪.‬‬
‫‪ .1‬ﻋﺮف اﻟﻤﻮﺟﺔ اﻟﻤﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴﺔ اﻟﻤﺘﻮاﻟﻴﺔ ‪.‬‬
‫‪ .2‬ﻫﻞ اﻟﻤﻮﺟﺔ ﻓﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻃﻮﻟﻴﺔ أم ﻣﺴﺘﻌﺮﺿﺔ؟ﻋﻠﻞ اﻟﺠﻮاب‪.‬‬
‫‪ .3‬اﻟﻀﻮء ﻣﻮﺟﺔ ﻣﺘﻮاﻟﻴﺔ دورﻳﺔ ﻟﻜﻨﻬﺎ ﻟﻴﺴﺖ ﻣﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴﺔ‪.‬‬
‫‪ .3.1‬ﻣﺎ ﻫﻲ اﻟﺘﺠﺮﺑﺔ اﻟﺘﻲ ﺗﺒﻴﻦ ﺑﺄن اﻟﻀﻮء ﻳﺴﻠﻚ ﺳﻠﻮك ﻣﻮﺟﺔ ؟‬
‫‪ .3.2‬ﻣﺎ ﻫﻲ اﻟﻤﻼﺣﻈﺔ اﻟﺘﻲ ﺗﻤﻜﻦ ﻣﻦ اﺳﺘﻨﺘﺎج أن اﻟﻀﻮء ﻣﻮﺟﺔ ﻏﻴﺮ ﻣﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴﺔ ؟‬
‫اﻟﺠﺰء اﻟﺜﺎﻧﻲ ‪ :‬ﺗﺤﺪﻳﺪ ﺳﺮﻋﺔ اﻧﺘﺸﺎر اﻟﻤﻮﺟﺎت اﻟﻔﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻓﻲ اﻟﻤﺎء ‪:‬‬
‫ﺳﺮﻋﺔ اﻟﻤﻮﺟﺎت اﻟﻔﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻓﻲ اﻟﻬﻮاء ﻫﻲ ‪. vair=340m.s-1‬وﻫﻲ أﻗﻞ ﻣﻦ ﺳﺮﻋﺘﻬﺎ ﻓﻲ ﻣﺎء اﻟﺒﺤﺮ ‪.veau‬ﻳﺒﻌﺚ ﻣﺮﺳﻞ ﻋﻠﻰ اﻟﺘﻮاﻟﻲ‬
‫ﻣﻮﺟﺎت ﻓﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻓﻲ اﻟﻬﻮاء وﻓﻲ أﻧﺒﻮب ﻣﻤﻠﻮء ﺑﻤﺎء اﻟﺒﺤﺮ‪.‬ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺴﺎﻓﺔ ‪، d‬ﻳﻮﺟﺪ ﻣﺴﺘﻘﺒﻼن ‪،‬أﺣﺪﻫﻤﺎ ﻓﻲ اﻟﻬﻮاء واﻵﺧﺮ ﻓﻲ‬
‫أﻧﺒﻮب ﻣﺎء اﻟﺒﺤﺮ‪ ).‬أﻧﻈﺮ اﻟﺸﻜﻞ ‪.( 1‬‬
‫اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ ‪ A‬ﻳﻮﺟﺪ ﻓﻲ اﻟﻬﻮاء و‪ B‬ﻳﻮﺟﺪ ﻓﻲ ﻣﺎء اﻟﺒﺤﺮ وﻫﻤﺎ ﻣﺮﺗﺒﻄﺎن ﺑﺎﻟﻤﺪﺧﻠﻴﻦ ‪ YA‬و ‪ YB‬ﻟﺠﻬﺎز ﺣﺎﺳﻮب ﻳﻤﻜﻦ ﻣﻦ ﺗﺴﺠﻴﻞ اﻟﻤﻮﺟﺔ‬
‫اﻟﻔﻮق اﻟﺼﻮﺗﻴﺔ ﻟﺤﻈﺔ وﺻﻮﻟﻬﺎ إﻟﻰ اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ‪.‬‬
‫اﻟﺘﺴﺠﻴﻞ ﻳﺒﺪأ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺼﻞ اﻟﻤﻮﺟﺔ إﻟﻰ اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ ‪. B‬‬
‫اﻟﻤﺪﺧﻞ ‪YA‬‬
‫اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ ‪A‬‬
‫اﻟـﻤـﺮﺳـﻞ‬
‫اﻟـﻬـﻮاء‬
‫اﻟـﺸـﻜـﻞ ‪1‬‬
‫اﻟﻤﺪﺧﻞ ‪YB‬‬
‫اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ‪B‬‬
‫ﻣـﺎء اﻟـﺒـﺤـﺮ‬
‫‪d‬‬
‫=‪12V‬‬
‫‪ .1‬ﻟﻤﺎذا ﻳﺠﺐ ﺑﺪء اﻟﺘﺴﺠﻴﻞ ﻋﻠﻰ ﺷﺎﺷﺔ اﻟﺤﺎﺳﻮب ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺼﻞ اﻟﻤﻮﺟﺔ اﻟﻔﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ إﻟﻰ اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ ‪ B‬؟‬
‫‪ .2‬ﻧﻌﺘﺒﺮ ‪ tA‬و ‪ tB‬اﻟﻤﺪد اﻟﺰﻣﻨﻴﺔ اﻟﺘﻲ ﺗﻘﻄﻊ ﻓﻴﻬﺎ اﻟﻤﻮﺟﺎت اﻟﻔﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ اﻟﻤﺴﺎﻓﺔ ‪ d‬ﻋﻠﻰ اﻟﺘﻮاﻟﻲ ﻓﻲ اﻟﻬﻮاء وﻓﻲ ﻣﺎء اﻟﺒﺤﺮ‪.‬‬
‫أوﺟﺪ ﺗﻌﺒﻴﺮ اﻟﺘﺄﺧﺮ اﻟﺰﻣﻨﻲ ‪ Δt‬ﺑﻴﻦ اﺳﺘﻘﺒﺎل اﻟﻤﻮﺟﺎت ﻣﻦ ﻃﺮف اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻠﻴﻦ ‪ A‬و ‪ B‬ﺑﺪﻻﻟﺔ ‪ tA‬و ‪. tB‬‬
‫‪ .3‬ﻧﺤﺪد ‪ Δt‬ﺑﺎﻟﻨﺴﺒﺔ ﻟﻤﺴﺎﻓﺎت ‪ d‬ﻣﺨﺘﻠﻔﺔ ﺑﻴﻦ اﻟﻤﺮﺳﻞ واﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻠﻴﻦ ‪ .‬ﻧﻤﺜﻞ اﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﻓﻲ اﻟﺠﺪول )‪ Δt=f(d‬اﻟﺘﺎﻟﻲ ‪:‬‬
‫)‪∆t(ms‬‬
‫‪3,00‬‬
‫‪2,50‬‬
‫‪2,00‬‬
‫‪1,50‬‬
‫‪1,00‬‬
‫‪0,50‬‬
‫)‪d(m‬‬
‫‪1,20‬‬
‫‪1,10‬‬
‫ذ‪.‬ﻣـﺤـﻤـﺪ ﺻـﺒـﺤـﻲ‬
‫‪1,00‬‬
‫‪0,90‬‬
‫ﺛﺎ‪.‬ﻃﺎرق‬
‫‪0,80‬‬
‫‪0,70‬‬
‫ﺧـﻨـﻴـﻔـﺮة‬
‫‪0,60‬‬
‫‪0,50‬‬
‫‪0,40‬‬
‫‪www.9alami.com‬‬
‫‪0,30‬‬
‫‪0,20‬‬
‫‪0,10‬‬
‫‪0‬‬
‫اﻟﺼﻔﺤﺔ ‪3\1‬‬
‫‪ 2‬ﺑـﺎك‬
‫ف‪.‬ﺗﻤﺎرﻳﻦ ‪01‬‬
‫اﻧـﺘـﺸـﺎر ﻣـﻮﺟـﺔ ﻣﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴـﺔ‬
‫‪ 3.1‬أﻋﻂ ﺗﻌﺒﻴﺮ ‪ Δt‬ﺑﺪﻻﻟﺔ ‪ vair ، d‬و ‪. veau‬‬
‫‪ 3.2‬ﻋﻠﻞ ﺷﻜﻞ اﻟﻤﺒﻴﺎن اﻟﻤﺤﺼﻞ ﻋﻠﻴﻪ‪.‬‬
‫‪ 3.3‬أﺣﺴﺐ ﻗﻴﻤﺔ اﻟﻤﻌﺎﻣﻞ اﻟﻤﻮﺟﻪ ﻟﻠﻤﺒﻴﺎن )‪. Δt=f(d‬‬
‫اﺳﺘﻨﺘﺞ ﻗﻴﻤﺔ ‪ veau‬ﺳﺮﻋﺔ اﻟﻤﻮﺟﺎت اﻟﻔﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻓﻲ ﻣﺎء اﻟﺒﺤﺮ ﻋﻠﻤﺎ أن ‪. vair=340ms-1‬‬
‫اﻟﺠﺰء اﻟﺜﺎﻟﺚ ‪ :‬ﺗﺤﺪﻳﺪ ﺗﻀﺎرﻳﺲ ﻋﻤﻖ اﻟﺒﺤﺮ ‪.‬‬
‫ﻓﻲ ﻫﺬا اﻟﺠﺰء ﻧﺄﺧﺬ ‪. veau=1,50.103m.s-1 :‬‬
‫ﻣﻨﺤﻰ ﺣﺮﻛﺔ اﻟﺒﺎﺧﺮة‬
‫اﻟﺸﻜﻞ ‪2‬‬
‫ﺳﻄﺢ اﻟﻤﺎء‬
‫‪p‬‬
‫‪x‬‬
‫‪A‬‬
‫‪xA=0‬‬
‫‪m‬‬
‫‪B‬‬
‫’‪x‬‬
‫ﺗﺤﺘﻮي ﺑﺎﺧﺮة ﻟﺘﺤﺪﻳﺪ ﺗﻀﺎرﻳﺲ ﻋﻤﻖ اﻟﺒﺤﺮ ﻋﻠﻰ ﻣﺠﺲ ﻳﺮﺳﻞ و ﻳﺴﺘﻘﺒﻞ ﻣﻮﺟﺎت ﻓﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﺗﺮددﻫﺎ ‪ f=200kHz‬وﺟﻬﺎزا ﻟﻠﻤﺮاﻗﺒﺔ‬
‫ﻳﺘﻮﻓﺮ ﻋﻠﻰ ﺷﺎﺷﺔ ﺣﺎﺳﻮب ﺗﻤﻜﻦ ﻣﻦ ﻣﻌﺎﻳﻨﺔ ﺷﻜﻞ ﺗﻀﺎرﻳﺲ ﻋﻤﻖ اﻟﺒﺤﺮ‪.‬ﻳﺮﺳﻞ اﻟﻤﺠﺲ ﻣﺠﻤﻮﻋﺎت ﻣﻮﺟﺎت ﻓﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻓﻲ ﻣﺪد زﻣﻨﻴﺔ‬
‫ﻣﺘﺘﺎﻟﻴﺔ وﻣﺘﺴﺎوﻳﺔ‪.‬ﻫﺬه اﻟﻤﻮﺟﺎت ﺗﻨﺘﻘﻞ ﺑﺴﺮﻋﺔ ﺛﺎﺑﺘﺔ ﻓﻲ ﻣﺎء اﻟﺒﺤﺮ‪،‬وﻋﻨﺪ اﺻﻄﺪاﻣﻬﺎ ﺑﺤﺎﺟﺰ‪،‬ﻳﻨﻌﻜﺲ ﺟﺰء ﻣﻨﻬﺎ وﻳﻌﻮد ﻧﺤﻮ اﻟﻤﺠﺲ‪.‬ﺗﻤﻜﻦ‬
‫اﻟﻤﺪة اﻟﺰﻣﻨﻴﺔ ﺑﻴﻦ اﻹرﺳﺎل واﻻﺳﺘﻘﺒﺎل ﻣﻦ ﺗﺤﺪﻳﺪ ﻋﻤﻖ اﻟﺒﺤﺮ ‪ p‬ﻋﻨﺪ ﻣﻮﻗﻊ اﻟﺒﺎﺧﺮة‪.‬‬
‫اﻟﺒﺎﺧﺮة ﺗﻨﺘﻘﻞ ﻋﻠﻰ ﺧﻂ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺣﺴﺐ اﻟﻤﺤﻮر ‪ x’x‬ﻣﺴﺘﻜﺸﻔﺔ ﻋﻤﻖ اﻟﺒﺤﺮ اﻧﻄﻼﻗﺎ ﻣﻦ اﻟﻨﻘﻄﺔ ‪ A‬ذات اﻷﻓﺼﻮل ‪ xA=0‬ﺣﺘﻰ اﻟﻨﻘﻄﺔ‬
‫‪ B‬ذات اﻷﻓﺼﻮل ‪. xB=50m‬ﻣﺠﺲ اﻟﺒﺎﺧﺮة ﻳﺮﺳﻞ ﻣﻮﺟﺎت ﻓﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﻓﻲ ﻣﺪد زﻣﻨﻴﺔ ﻣﺘﺘﺎﻟﻴﺔ وﻣﺘﺴﺎوﻳﺔ‪،‬وﻋﻠﻰ ﺷﺎﺷﺔ اﻟﺤﺎﺳﻮب ﻳﻤﻜﻦ‬
‫ﻗﻴﺎس اﻟﻤﺪة اﻟﺰﻣﻨﻴﺔ اﻟﻔﺎﺻﻠﺔ ﺑﻴﻦ اﻹرﺳﺎل واﺳﺘﻘﺒﺎل اﻟﺼﺪى ﻣﻦ ﻃﺮف اﻟﻤﺠﺲ ‪.‬‬
‫ﻳﺒﻴﻦ اﻟﺸﻜﻞ ‪ 3‬ﺷﻜﻞ ﺷﺎﺷﺔ اﻟﺤﺎﺳﻮب ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﻤﺮ اﻟﺒﺎﺧﺮة ﻋﻠﻰ اﻟﻨﻘﻄﺔ ‪. A‬أﺣﺪ اﻟﻤﺪﺧﻠﻴﻦ ﻳﻤﺜﻞ اﻟﻤﻮﺟﺔ اﻟﻤﺮﺳﻠﺔ ) ﺑﻔﺘﺢ اﻟﻼم (‬
‫واﻵﺧﺮ ﻳﻤﺜﻞ اﻟﻤﻮﺟﺔ اﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻠﺔ ) ﺑﻔﺘﺢ اﻟﻼم (‪.‬ﻋﻠﻰ اﻟﺸﻜﻞ ﺗﻤﺖ إزاﺣﺔ اﻟﻤﺪﺧﻞ ‪ Y2‬ﻧﺤﻮ اﻷﺳﻔﻞ ﻟﺘﺴﻬﻴﻞ ﻣﻌﺎﻳﻨﺔ اﻟﺸﻜﻠﻴﻦ‪.‬‬
‫اﻟﻤﺪﺧﻞ ‪Y1‬‬
‫اﻟﺸﻜـﻞ ‪3‬‬
‫اﻟﺤﺴﺎﺳﻴﺔ اﻷﻓﻘﻴﺔ ‪10ms/div‬‬
‫اﻟﻤﺪﺧﻞ ‪Y2‬‬
‫ذ‪.‬ﻣـﺤـﻤـﺪ ﺻـﺒـﺤـﻲ‬
‫ﺛﺎ‪.‬ﻃﺎرق‬
‫ﺧـﻨـﻴـﻔـﺮة‬
‫‪www.9alami.com‬‬
‫اﻟﺼﻔﺤﺔ ‪3\2‬‬
‫ف‪.‬ﺗﻤﺎرﻳﻦ ‪01‬‬
‫اﻧـﺘـﺸـﺎر ﻣـﻮﺟـﺔ ﻣﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴـﺔ‬
‫‪ 2‬ﺑـﺎك‬
‫ﻳﻤﺜﻞ اﻟﺸﻜﻞ ‪ 4‬اﻟﻤﺒﻴﺎن )‪ Δt=f(x‬أﺛﻨﺎء اﻧﺘﻘﺎل اﻟﺒﺎﺧﺮة ﻣﻦ ‪ A‬ﺣﺘﻰ ‪: B‬‬
‫)‪∆t(ms‬‬
‫اﻟﺸﻜﻞ ‪4‬‬
‫)‪x(m‬‬
‫‪50‬‬
‫اﻟﻨﻘﻄﺔ ‪B‬‬
‫‪40‬‬
‫‪30‬‬
‫‪20‬‬
‫‪10‬‬
‫‪0‬‬
‫اﻟﻨﻘﻄﺔ ‪A‬‬
‫‪ .1‬ﺗﻌﺮف ﻋﻠﻰ ﻛﻞ ﻣﻦ اﻹﺷﺎرﺗﻴﻦ اﻟﻤﻌﺎﻳﻨﺘﻴﻦ ﻋﻠﻰ اﻟﺸﺎﺷﺔ ‪،‬ﻣﻌﻠﻼ اﻟﺠﻮاب‪.‬‬
‫‪ .2‬اﺳﺘﻨﺘﺞ ﻣﻦ اﻟﺸﻜﻞ ‪ 3‬اﻟﻤﺪة ‪ Δt‬ﺑﻴﻦ إرﺳﺎل اﻟﻤﻮﺟﺔ واﺳﺘﻘﺒﺎل ﺻﺪاﻫﺎ‪.‬‬
‫‪ .3‬اﺳﺘﻨﺘﺞ ﺗﺪرﻳﺞ ﻣﺤﻮر اﻷراﺗﻴﺐ اﻟﺬي ﻳﻤﺜﻞ اﻟﻤﺪة ‪ Δt‬ﺑﺪﻻﻟﺔ اﻷﻓﺼﻮل ‪ x‬ﻟﻠﺒﺎﺧﺮة‪.‬‬
‫‪ .4‬أوﺟﺪ اﻟﻌﻼﻗﺔ اﻟﺘﻲ ﺗﻤﻜﻦ ﻣﻦ ﺣﺴﺎب اﻟﻌﻤﻖ ‪ p‬ﺑﺪﻻﻟﺔ ‪ Δt‬و ‪. veau‬‬
‫‪ .5‬أرﺳﻢ ﻋﻠﻰ اﻟﺸﻜﻞ ‪ 4‬ﺷﻜﻞ ﺗﻀﺎرﻳﺲ ﻋﻤﻖ اﻟﺒﺤﺮ ﺑﺘﺤﺪﻳﺪ اﻟﻌﻤﻖ ‪ p‬ﺑﺪﻻﻟﺔ اﻷﻓﺼﻮل ‪ x‬ﻟﻠﺒﺎﺧﺮة‪.‬‬
‫اﻟﻨﻘﻄﺔ‪B‬‬
‫‪50‬‬
‫‪40‬‬
‫‪30‬‬
‫‪20‬‬
‫اﻟﻨﻘﻄﺔ ‪A‬‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫)‪x(m‬‬
‫اﻟﺸﻜﻞ ‪5‬‬
‫)‪p(m‬‬
‫‪ .6‬ﻳﺮﺳﻞ اﻟﻤﺠﺲ ﻣﺠﻤﻮﻋﺎت ﻣﻦ ﻣﻮﺟﺎت ﻓﻮق ﺻﻮﺗﻴﺔ ﺗﻔﺼﻞ ﺑﻴﻦ ﻛﻞ ﻣﻨﻬﺎ واﻟﺘﻲ ﺗﻠﻴﻬﺎ اﻟﻤﺪة ‪. T‬ﻟﻴﻜﻮن اﻻﺳﺘﻘﺒﺎل ﺟﻴﺪا ‪،‬ﻳﺠﺐ أن ﻻ ﺗﺘﺪاﺧﻞ‬
‫ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ اﻟﻤﻮﺟﺎت ﻣﻊ ﺻﺪاﻫﺎ ‪.‬اﻟﻤﺠﺲ ﻗﺎﺑﻞ ﻟﻼﺳﺘﻌﻤﺎل ﺣﺘﻰ ﺣﺪود اﻟﻌﻤﻖ ‪. 360m‬‬
‫ﺣﺪد اﻟﻤﺪة اﻟﺰﻣﻨﻴﺔ اﻟﺪﻧﻮﻳﺔ ‪ Tm‬اﻟﺘﻲ ﻳﺠﺐ أن ﺗﻔﺼﻞ ﺑﻴﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﺘﻲ ﻣﻮﺟﺎت ﻣﺘﺘﺎﻟﻴﺔ ﻟﻴﻜﻮن اﺳﺘﻌﻤﺎل اﻟﻤﺠﺲ ﺟﻴﺪا‪.‬‬
‫ذ‪.‬ﻣـﺤـﻤـﺪ ﺻـﺒـﺤـﻲ‬
‫ﺛﺎ‪.‬ﻃﺎرق‬
‫ﺧـﻨـﻴـﻔـﺮة‬
‫‪www.9alami.com‬‬
‫اﻟﺼﻔﺤﺔ ‪3\3‬‬