محاكاة الرنين في الأعمدة الهوائية والأوتار — فيزياء 3-1
الثالث الثانوي الفصل الدراسي الأول الدرس 3-2 الكتاب ص 93–104 محاكاة قانون
جرّب بنفسك قوانين درس «الرنين في الأعمدة الهوائية والأوتار» من كتاب فيزياء 3-1: غيّر القيم في المحاكاة وشاهد النتيجة مباشرة، ثم نفّذ المهام الاستقصائية وتحقق من فهمك.
شغّل المحاكاة وغيّر القيم بنفسك
المحاكاة والمهام الاستقصائية والتقويم متاحة بحساب مجاني.
أنشئ حساب طالب مجاني لديك حساب؟ سجّل الدخول ✓ مجاني بالكامل · أنت معلم؟ حساب معلمأهداف الدرس
- تصف مصدر الصوت.
- توضّح مفهوم الرنين، وتطبيقاته على أعمدة الهواء والأوتار.
- تفسّر سبب وجود الاختلافات في صوت الآلات وفي أصوات الناس.
القوانين والعلاقات
رنين الأنبوب المغلقL = λ/4, 3λ/4, 5λ/4, …
رنين الأنبوب المفتوح والوترL = λ/2, 2λ/2, 3λ/2, …
المفردات
أنبوب الرنين المغلقأنبوب الرنين المفتوحالتردد الأساسي (النغمة الأساسية)الإيقاع
المفاهيم الرئيسة
- ينتج الصوت عن تذبذب جسم في وسط مادي.
- معظم الأصوات موجات معقدة، تتكوّن من أكثر من تردّد واحد.
- يمكن أن يحصل رنين لعمود هواء مع مصدر صوت، مما يزيد سعة تردّد رنينه.
- يحصل رنين لأنبوب مغلق عندما يكون طوله λ/4، 3λ/4، 5λ/4 وهكذا، وتكون ترددات رنينه مضاعفات فردية للتردّد الأساسي.
- يحصل رنين لأنبوب مفتوح عندما يكون طوله λ/2، 2λ/2، 3λ/2 وهكذا، وتكون ترددات رنينه مضاعفات صحيحة للتردّد الأساسي.
- يكون للوتر المثبت عقدة عند كل طرف، ويحدث له رنين عندما يكون طوله مساويًا لـ λ/2، 2λ/2، 3λ/2 وهكذا، مثل الأنبوب المفتوح، وتكون تردّدات رنينه مضاعفات صحيحة للتردّد الأساسي.
- تردّداتُ وشدة الموجات المعقدة الناتجة عن حنجرة شخص تحدّد طابعَ الصوت الذي يعدّ خاصية له.
- يمكن وصف التردّد الأساسي بدلالة الرنين.
مثال محلول
أقصر أنبوب مغلق يرنشوكة رنانة ترددها 440 Hz فوق أنبوب رنين مغلق، وسرعة الصوت 343 m/s. ما أقصر طول لعمود الهواء يحدث عنده رنين؟
- المعطيات
- f = 440 Hz , v = 343 m/s
- المطلوب
- أقصر طول رنين L = ?
- الحل
- λ = v / f = 343 / 440 ≈ 0.780 m ، وأقصر طول للأنبوب المغلق: L = λ/4 ≈ 0.780 / 4 ≈ 0.195 m
- تقويم الجواب
- يحدث الرنين التالي عند 3λ/4 ≈ 0.585 m؛ جرّب ذلك في المحاكاة بخفض مستوى الماء.
داخل المحاكاة
- التهيئة والتنبؤ بعد التسجيل
- المحاكاة التفاعلية بعد التسجيل
- المهام الاستقصائية بعد التسجيل
- 3 أمثلة محلولة أخرى بعد التسجيل
- التقويم الختامي بعد التسجيل
- الملخص والواجب المنزلي بعد التسجيل
- وضع العرض للمعلم بعد التسجيل
