تجربة سرعة الصوت

الصوت

يُعرَّف الصوت بأنه اضطراب في المادة ينتقل من مصدره إلى الخارج، والاضطراب هو أي شيء يتم نقله من حالة توازنه، ويمكن وصف بعض الموجات الصوتية بأنها موجات دورية، مما يعني أن الذرات التي تتكون منها المادة تمر بحركة توافقية بسيطة.

سرعة الصوت

تختلف سرعة الصوت اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على الوسط الذي ينتقل عبره، ويتم تحديد سرعة الصوت في الوسط من خلال مزيج من صلابة الوسط (أو قابلية الانضغاط في الغازات) وكثافته، وكلما كان الوسط أكثر صلابة أو أقل انضغاطًا زادت سرعة الصوت، في حين أنه كلما زادت كثافة الوسيط، كانت سرعة الصوت أبطأ، حيث أن سرعة الصوت في الهواء منخفضة لأن الهواء قابل للضغط، ونظرًا لأن السوائل والمواد الصلبة صلبة نسبيًا ويصعب ضغطها بشدة، فإن سرعة الصوت في هذه الوسائط تكون عمومًا أكبر منها في الغازات، ونظرًا لأن درجة الحرارة تؤثر على الكثافة ، فإن سرعة الصوت تختلف باختلاف درجة حرارة الوسط الذي ينتقل عبره إلى حد ما خاصة بالنسبة للغازات.

خصائص الموجات الصوتية

الصوت مثل كل الموجات، ينتقل بسرعات معينة عبر وسائط مختلفة وله خصائص التردد والطول الموجي ، وينتقل الصوت أبطأ بكثير من الضوء ، ويمكن ملاحظة ذلك أثناء مشاهدة عرض ألعاب نارية، حيث يُرى وميض الانفجار قبل سماع صوته، والعلاقة بين سرعة الصوت وتردده وطوله الموجي هي نفسها بالنسبة لجميع الموجات:

v =fλ

حيث v: هي سرعة الصوت (بوحدات m / s).

f: هو تردده (بوحدات هرتز).

λ: وهو الطول الموجي (بوحدات الأمتار).

يُعرَّف الطول الموجي بأنه المسافة بين الأجزاء المتماثلة المتجاورة من الموجة، وبالتالي، فإن الطول الموجي للصوت هو المسافة بين الأجزاء المتطابقة المتجاورة من الموجة الصوتية ، كما أن المسافة بين القمم المتجاورة في الموجة المستعرضة هي طول موجي واحد، والمسافة بين التضاغطات المتجاورة في الموجة الصوتية هي أيضًا طول موجي واحد، أما تردد الموجة الصوتية هو نفسه تردد المصدر، وعلى سبيل المثال، فإن شوكة رنانة تهتز بتردد معين ستنتج موجات صوتية تتذبذب عند نفس التردد، حيث أن تردد الصوت هو عدد الموجات التي تمر بنقطة لكل وحدة زمنية.

الفرق بين التردد وسرعة الموجة

يشير التردد إلى عدد الاهتزازات التي يقوم بها الجسيم الفردي لكل وحدة زمنية، أما السرعة فهي تشير إلى المسافة التي يقطعها الاضطراب لكل وحدة زمنية، ونظرًا لأن سرعة الموجة تُعرَّف على أنها المسافة التي تقطعها نقطة على موجة (مثل الضغط أو الخلخلة) لكل وحدة زمنية، وغالبًا ما يتم التعبير عنها بوحدات متر / ثانية، وفي شكل معادلة:

السرعة = المسافة / الزمن

فكلما زادت سرعة انتقال الموجة الصوتية، زادت المسافة التي ستقطعها في نفس الفترة الزمنية، وإذا لوحظت موجة صوتية تنتقل لمسافة 700 متر في ثانيتين، فإن سرعة الموجة ستكون 350 م / ث.

العوامل التي تؤثر على سرعة الموجة

تعتمد سرعة أي موجة على خصائص الوسط الذي تنتقل الموجة عبره، وعادة هناك نوعان أساسيان من الخصائص التي تؤثر على سرعة الموجة، وهي:

خصائص المرونة: حيث تنتقل الموجات الصوتية الطولية في المواد الصلبة أسرع مما تنتقل في السوائل أكثر مما تنتقل في الغازات.
خصائص القصور الذاتي: تنتقل الموجات الصوتية في المواد الصلبة أسرع مما تنتقل في السوائل أكثر مما تنتقل في الغازات، ومع ذلك، في طور واحد من المادة، تميل خاصية القصور الذاتي للكثافة إلى أن تكون الخاصية التي لها تأثير أكبر على سرعة الصوت، حيث تنتقل الموجة الصوتية أسرع في مادة أقل كثافة من مادة أكثر كثافة، وبالتالي، فإن الموجة الصوتية ستنتقل في الهيليوم أسرع بثلاث مرات من سرعة انتقالها في الهواء، وهذا يرجع في الغالب إلى انخفاض كتلة جسيمات الهيليوم مقارنة بجزيئات الهواء.

تجربة سرعة الصوت

إن الأصوات سواء من الكلام أو الموسيقى أو الزلزال أو الحرائق تنتقل في موجات وانتقال الموجة، المسمى بالانتشار، له سرعة مختلفة خلال كل مادة، مثل الماء أو الهواء، أما التردد فهو عدد المرات التي يقع فيها الحدث لكل وحدة زمنية، ويمكن للبشر أن يسمعوا عادة في أي مكان من ٢٠ هرتز إلى ٢٠٠٠٠ هرتز، بينما يمكن للكلاب سماع ما يصل إلى ٦٠ ألف هرتز، ويمكن لبعض الخفافيش سماع صوت منخفض يصل إلى ١ هرتز.

الشوكة الرنانة هي جسم يصدر صدى أو يهتز بتردد ودرجة معينة، ويعتمد صوت الشوكة الرنانة على طولها، ويمكن استخدامها لضبط الآلات الموسيقية، ولقياس سرعة الصوت في الهواء نستخدم مجموعة من المواد، وهي:

شوكة رنانة بتردد معروف.
وعاء زجاجي أسطواني كبير وطويل.
ماء.
مطرقة مطاطية.
مسطرة.
إجراء.

يتم ملء نصف الحاوية الزجاجية بالماء، ثم تضرب الشوكة الرنانة بمطرقة مطاطية، ثم تمسك الشوكة الرنانة فوق فتحة الحاوية الزجاجية، ومع إبقاء الشوكة الرنانة فوق فتحة الحاوية يصب المزيد من الماء ببطء في الأسطوانة، ثم يتم الاستماع إلى النقطة التي يحدث فيها تغيير في درجة الصوت (التردد)، بعدها يتم إزالة بعض الماء ومن ثم إضافته مرة أخرى حتى يتم تحديد ارتفاع الماء الذي يقفز عنده التردد، وتحسب سرعة الصوت عند هذا الارتفاع باستخدام المعادلة التالية:

الخامس = 4f (H 0.4D) حيث إن:

v: هي سرعة الصوت.
f: هو تردد الشوكة الرنانة بالهرتز.
H: هي مسافة الارتفاع بين قمة الماء وشفة الأسطوانة.
D: هو قطر وعاء الماء بالأمتار.

2023-12-1416تعليم

مزيد من المشاركات

طريقة عمل فاهيتا مشروم صيامي

الفاهيتا المشروم الصيامي تتميز سندويشات الفاهيتا صيامي بسهولة تحضيرها فلا يعني إذا كنت نباتياً ألا تتمتع بالوجبات المفضلة لدى باقي الأشخاص، بل يعني أنك ستتمتع بالوجبات نفسها لكن بتغييرات بسيطة لتتناب مع مذاقك وراحتك في الطعام، فوجبة فاهيتا المشروم التي سنذكرها في هذا المقال خالية تماماً من اللحوم والدواجن التي تتكون منها الفاهيتا عادةً حتى تتمكن من تجربتها. عمل فاهيتا مشروم صيامي المكوّنات ربع كيلوغرام من المشروم الطازج. ثلاث حبات من الفلفل الرومي الملوّن ويمكن استخدم اللون الأخضر فقط إن لم

تمارين على الدالة اللوغارتمية

تمارين على الدالة اللوغارتمية تُعد الدالة اللوغاريتمية (Logarithmic Function) معكوس الدالة الأسية ، وندرج فيما يأتي بعض التمارين الحسابية على الدالة اللوغارتمية: ﺇﻳﺠﺎﺩ ﻗﻴﻤﺔ الدالة ﺍﻟﻠﻮﻏﺎﺭﻳﺘﻤﻴﺔ وفيما يلي بعض الأمثلة على إيجاد قيمة الدالة اللوغاريتمية: المثال الأول: ما هو لوغاريتم العدد 64 بالنسبة للأساس 8 ؟ الحل: لإيجاد لو 8 (64) يجب البحث عن الأس الذي عند رفع الأساس 8 به يكون الناتج 64، وبالتالي عند رفع الرقم 8 للأس 2 يكون الناتج 64، وذلك كما يأتي: 8^2 = 64، أي 8×8 = 64، وبالتالي فإنّ؛ لو8

كيف نستقبل الضيوف

طريقة استقبال الضيوف هناك العديد من الخطوات والأمور الأساسيّة أثناء استقبال الضيوف، والتي بدورها تُساعد المُضيف على ترك أثر طيب ولطيف في نفوس زوّاره، وإسعادهم وإدخال البهجة لقلوبهم أثناء الزيارة، ومنها ما يأتي: تحضير المكان لاستضافتهم فيه كحال غرف الضيافة والنزل الفندقيّة التي تسعى بذكاءٍ لاستقبال الضيوف وكسب ودّهم وثنائهم، وجعلهم يشعرون بالراحة كما لو أنهم في منزلهم، حتى إن البعض يُحاول أن يجعلهم مُرتاحين وسعيدين ومُرفّهين أكثر من الوقت الذي يقضونه في منازلهم الخاصة، يجب على المُضيف أن يجتهد

أسباب ظهور القمل

أسباب ظهور القمل يتغذّى القمل على دم الإنسان الذي يستخرجه من فروة الرأس، ويكون على هيئة حشرة رمادية أو حمراء اللون، وتتم الإصابة بالقمل نتيجةً لعدّة أسباب ، منها ما يأتي: الاتصال المباشر: لا يتمكّن القمل من القفز أو الطيران، وبهذا فإنّ المُسبّب الرئيسي للإصابة به هو الانتقال عن طريق الاتصال المباشر من شخص إلى آخر، وغالباً ما يكون هذا الانتقال داخل الأسرة، أو بين الأطفال المعرّضين للاتصال المباشر بين بعضهم في أماكن اللعب أو المدرسة. الاتصال غير المباشر: يُمكن أن ينتقل القمل بصورة غير مباشرة

كيفية تحويل ملف Word إلى Pdf

الملفّات الرقمية سهّلت الملفات الرقمية حفظ معلومات المستخدم، حيث يمكن حفظ أيّ من المعلومات المرادة بسهولة وسرعة كبيرة ودقّة عالية من خلال استخدام أحد البرامج الإلكترونية والتي تخدم إنشاء الملفات، كبرامج الميكروسوفت التاليّة: Microsoft word، Microsoft power point، Microsoft excel، وغيرها من البرامج التي تخدم إنشاء الملفّات بصورها المتعددة. برنامج Microsoft word أحد برامج ميكروسوفت الشهيرة، ويستخدمه العديد من الناس، حيث يُعتبر هذا البرنامج المستخدم الأول لتدوين المعلومات النصيّة والكتابة، ويمكن

الفرق بين مفهوم الإعلام الدولي و مفهوم الإتصال الدولي

تطور الإعلام الدولي لا شك أن الإعلام في عالمنا الحالي هو ما يكتسح الساحة؛ فهو ظاهرة جدية في تاريخ البشرية لحداثة وسائله وليس لتاريخه، فعلى مر الزمن اختلفت وسائل الإعلام وتنوعت طرق تبليغها للناس، لتدهش الجميع بعد ذلك في إلغائها حاجز الزمان والمكان، فوسائل الإعلام تؤثر تأثيرا كبيرًا في نفوس الناس، ولها دورها الخاص في تكوين الاتجاهات والمعتقدات، كما أنّ أجهزة الإعلام الدولي قادرة على عكس القيم والمثل السائدة في المجتمعات؛ حيث إن الدول المسيطرة تقوم بمهام الرقيب بالنسبة للإعلام في الدول النامية.

الطريق إلى السعادة

الإرادة في الوصول إلى السعادة إنّ الخطوة الأولى والأهم للوصول إلى السعادة هي اختيار الوصول إليها فعلاً؛ فالسعادة غالباً ما تكون إنجازاً وليس فطرة، ولتحقيق هذا الإنجاز يجب أن يكون هناك جهدٌ داخلي وخارجي، وفقاً لما أشار إليه الفيلسوف برتراند راسل في كتابه غزو السعادة (بالإنجليزية: The Conquest of Happiness) عام 1930م، ومن جانبٍ آخر يجمع علماء النفس على أنّ النية من أهم طرق السعادة، والنية هنا تعني الرغبة والالتزام بالسلوكيات التي تؤدي إلى ما هو مرغوب. التسامح إنّ كثرة الشكوى والتظلم يُمكن أن

حل للبشرة الدهنية

التنظيف المستمر بغسول مناسب تتميز البشرة الدهنية باحتياجها إلى العناية المستمرة، وذلك بسبب إفرازها لكميةٍ كبيرة من الزيوت، و للمحافظة على صحة البشرة الدهنية وتقليل تجمع الزيوت والأوساخ فيها، يُوصى باتباع النصائح الآتية: الحرص على غسل البشرة في كل صباحٍ ومساء، وبعد ممارسة الرياضة. اختيار غسول مخصص للبشرة الدهنية، بحيث لا يتسبب بزيادة ظهور الحبوب. يُوصى بأن يكون الغسول سهل التنظيف والإزالة عن البشرة، مما يحول دون تهيجها وإفراز المزيد من الدهون. في العادة يكون الغسول على شكل جل أفضل من المحضر على