كيف تتغير سرعة الصوت في الهواء مع تغير درجة الحرارة؟How does the speed of sound in air change with temperature?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
تزداد مع انخفاض درجة الحرارةIt increases when temperature decreases
B
تزداد مع ارتفاع درجة الحرارةIt increases when temperature increases
C
تتناقص مع ارتفاع درجة الحرارةIt decreases when temperature increases
D
لا تتأثر بدرجة الحرارةIt is not affected by temperature
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:سرعة الصوت في الهواء تعتمد على درجة الحرارة وفق العلاقة: $v \propto \sqrt{T}$Speed of sound in air depends on temperature: $v \propto \sqrt{T}$
📌 الخطوة 2:عندما ترتفع درجة الحرارة، تزداد سرعة جزيئات الهواء، وبالتالي تزداد سرعة انتقال الصوت.When temperature increases, air molecules move faster, so sound speed increases.
📌 الخطوة 3:العلاقة طردية: كلما زادت درجة الحرارة، زادت سرعة الصوت.Direct relationship: as temperature increases, sound speed increases.
✅ الإجابة الصحيحة هي: B (تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة)✅ Correct answer: B (It increases when temperature increases)
[2 ★]
أين تكون سرعة الصوت أكبر؟Where is the speed of sound the greatest?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
في الفراغIn vacuum
B
في الوسط الغازيIn gases
C
في الوسط السائلIn liquids
D
في الوسط الصلبIn solids
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:سرعة الصوت تعتمد على خصائص الوسط الذي ينتقل فيه (المرونة والكثافة).Sound speed depends on the medium's properties (elasticity and density).
📌 الخطوة 2:في الأجسام الصلبة، تكون الجزيئات متراصة بشكل كبير، مما يسهل انتقال الاهتزازات.In solids, molecules are tightly packed, making vibration transmission easier.
📌 الخطوة 3:ترتيب سرعة الصوت من الأكبر إلى الأصغر: الصلب > السائل > الغاز. ولا ينتقل في الفراغ.Speed order (fastest to slowest): solids > liquids > gases. Sound does not travel in vacuum.
✅ الإجابة الصحيحة هي: D (في الوسط الصلب)✅ Correct answer: D (In solids)
[3 ★]
أي من الخصائص التالية تحدد درجة الصوت (نغمة الصوت)؟Which property determines pitch (tone) of a sound?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
السعةAmplitude
B
الترددFrequency
C
الشدةIntensity
D
الطورPhase
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:درجة الصوت (النغمة) هي الخاصية التي تجعل الصوت مرتفعاً أو منخفضاً.Pitch is the property that makes a sound high or low.
📌 الخطوة 2:التردد هو عدد الاهتزازات في الثانية الواحدة، ويقاس بوحدة الهرتز (Hz).Frequency is the number of vibrations per second, measured in Hertz (Hz).
📌 الخطوة 3:كلما زاد التردد، زادت حدة الصوت (نغمة أعلى). السعة تحدد شدة الصوت، وليس النغمة.Higher frequency → higher pitch. Amplitude determines loudness, not pitch.
✅ الإجابة الصحيحة هي: B (التردد)✅ Correct answer: B (Frequency)
[4 ★]
ما الذي يحدد شدة الصوت؟What determines the loudness (intensity) of sound?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
تردد الموجةWave frequency
B
سرعة الموجةWave speed
C
طول الموجةWavelength
D
سعة الموجةWave amplitude
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:شدة الصوت (الجهارة) هي مدى ارتفاع أو انخفاض الصوت الذي نسمعه.Loudness (intensity) is how loud or soft a sound is perceived.
📌 الخطوة 2:السعة هي أقصى إزاحة للجزيئات عن موضع سكونها. كلما زادت السعة، زادت الطاقة المنقولة.Amplitude is the maximum displacement from equilibrium. Larger amplitude = more energy.
✅ الإجابة الصحيحة هي: D (سعة الموجة)✅ Correct answer: D (Wave amplitude)
[5 ★]
ما هو تأثير دوبلر؟What is the Doppler effect?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
تداخل موجتين صوتيتين لهما نفس الترددInterference of two sound waves with the same frequency
B
تغير سرعة الصوت مع تغير الوسطChange of sound speed when the medium changes
C
انعكاس الموجات الصوتية عند حواجز صلبةReflection of sound waves from solid barriers
D
تغير التردد الملحوظ بسبب الحركة النسبية بين المصدر والمراقبChange in observed frequency due to relative motion between source and observer
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:تأثير دوبلر هو تغير في التردد الظاهري للصوت عندما يكون المصدر والمراقب في حركة نسبية.Doppler effect is the change in observed frequency when source and observer are in relative motion.
📌 الخطوة 2:عندما يقترب المصدر من المراقب، يزداد التردد الظاهري (يبدو الصوت أعلى).When source approaches observer, observed frequency increases (sound seems higher).
📌 الخطوة 3:عندما يبتعد المصدر عن المراقب، يقل التردد الظاهري (يبدو الصوت أخفض).When source moves away, observed frequency decreases (sound seems lower).
✅ الإجابة الصحيحة هي: D (تغير التردد الملحوظ بسبب الحركة النسبية)✅ Correct answer: D (Change in observed frequency due to relative motion)
[6 ★]
ما هو الشرط الأساسي لتشكل الموجات الواقفة في عمود هواء؟What is the main condition for forming standing waves in an air column?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
أن يكون طول الأنبوب مساويًا لطول موجة الصوتThe tube length must equal the sound wavelength
B
أن تكون سرعة الصوت في الهواء ثابتةThe speed of sound in air must be constant
C
أن يتناسب طول الأنبوب مع نصف طول الموجة أو مضاعفاتهTube length must match half-wavelength (or multiples)
D
أن يكون تردد الصوت مساويًا لتردد الرنين للأنبوبThe sound frequency must equal the tube's resonant frequency
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:الموجات الواقفة في عمود هواء تتشكل عندما ينعكس الصوت عند نهايات العمود.Standing waves in air columns form when sound reflects at tube ends.
📌 الخطوة 2:الشرط الأساسي هو أن يكون تردد المصدر مساوياً لتردد الرنين الطبيعي للعمود.The main condition: source frequency must equal tube's natural resonance frequency.
📌 الخطوة 3:عند الرنين، تتداخل الموجة الساقطة والموجة المنعكسة لتكوين موجة واقفة.At resonance, incident and reflected waves interfere to form a standing wave.
✅ الإجابة الصحيحة هي: D (أن يكون تردد الصوت مساويًا لتردد الرنين)✅ Correct answer: D (Sound frequency equals tube's resonant frequency)
[7 ★]
في الأنبوب المفتوح من الطرفين، كم عدد العقد التي تتشكل عند التردد الأساسي؟In an open-open tube, how many nodes form at the fundamental frequency?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
\[1\]
B
\[2\]
C
\[3\]
D
\[4\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:الأنبوب المفتوح من الطرفين له بطنان عند طرفيه (أقصى إزاحة).An open-open tube has antinodes at both ends (maximum displacement).
📌 الخطوة 2:التردد الأساسي هو أقل تردد للرنين، حيث تتشكل نصف موجة واحدة داخل الأنبوب.The fundamental frequency is the lowest resonance, with half a wavelength in the tube.
📌 الخطوة 3:عدد العقد = عدد البطون - 1. العقدة هي نقطة السكون (صفر إزاحة).Number of nodes = number of antinodes - 1. Nodes are points of zero displacement.
✅ الإجابة الصحيحة هي: A (1 عقدة)✅ Correct answer: A (1 node)
[8 ★]
ما هو التردد الأساسي لأنبوب مغلق من أحد طرفيه طوله 1 متر إذا كانت سرعة الصوت \[v=340\;m/s\]؟What is the fundamental frequency of a closed-end tube of length 1 m, if \[v=340\;m/s\]?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
\[f=170\;\;Hz\]
B
\[f=85\;\;Hz\]
C
\[f=255\;\;Hz\]
D
\[f=340\;\;Hz\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:قانون التردد الأساسي للأنبوب المغلق من طرف واحد: $f_1 = \frac{v}{4L}$Fundamental frequency for closed-end tube: $f_1 = \frac{v}{4L}$
📌 الخطوة 2:تعويض القيم: $v = 340\;m/s$ و $L = 1\;m$Substitute values: $v = 340\;m/s$ and $L = 1\;m$
✅ الإجابة الصحيحة هي: B ($f = 85\;Hz$)✅ Correct answer: B ($f = 85\;Hz$)
[9 ★]
إذا كان طول الأنبوب المفتوح من الطرفين 0.5 متر، فما هو طول موجة التردد الأساسي؟ إذا كانت \[v=340\;m/s\]If an open-open tube has length 0.5 m, what is the wavelength of the fundamental? Given \[v=340\;m/s\]
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
\[λ=0.5\;\;m\]
B
\[λ=1\;\;m\]
C
\[λ=1.5\;\;m\]
D
\[λ=2\;\;m\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:في الأنبوب المفتوح من الطرفين، التردد الأساسي يتوافق مع $\lambda = 2L$In an open-open tube, fundamental corresponds to $\lambda = 2L$
✅ الإجابة الصحيحة هي: B ($\lambda = 1\;m$)✅ Correct answer: B ($\lambda = 1\;m$)
[10 ★]
في بداية عزف سنفونية كان مستوى شدة الصوت \[10\;dB\] ارتفع إلى \[70\;dB\] فإن مستوى الضغط يكون قد ارتفع بمقدارAt the start of a symphony, the sound level was \[10\;dB\]. It increased to \[70\;dB\]. By what factor did the (sound) pressure level increase?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
1000 مرة1000 times
B
60 مرة60 times
C
6 مرات6 times
D
100000 مرة100000 times
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:مستوى شدة الصوت بالديسيبل: $\beta = 10 \log_{10}(\frac{I}{I_0})$Sound level in decibels: $\beta = 10 \log_{10}(\frac{I}{I_0})$
📌 الخطوة 3:العلاقة بين شدة الصوت والضغط: $I \propto P^2$، حيث $P$ هو ضغط الصوت.Relationship between intensity and pressure: $I \propto P^2$
📌 الخطوة 4:$\frac{I_2}{I_1} = 10^{\frac{\Delta \beta}{10}} = 10^6$، وبما أن $I \propto P^2$، فإن $\frac{P_2}{P_1} = \sqrt{10^6} = 1000$$\frac{I_2}{I_1} = 10^{\frac{\Delta \beta}{10}} = 10^6$, and since $I \propto P^2$, $\frac{P_2}{P_1} = \sqrt{10^6} = 1000$
✅ الإجابة الصحيحة هي: A (1000 مرة)✅ Correct answer: A (1000 times)
[11 ★]
سيارة إسعاف تصدر صوت تردده \[250\;Hz\] وتتحرك بسرعة \[40\;m/s\] في هواء ساكن. سرعة الصوت \[344\;m/s\]. ما التردد الذي يلاحظه شخص داخل سيارة خلف الإسعاف وبنفس الاتجاه بسرعة \[20\;m/s\]؟An ambulance emits a sound of frequency \[250\;Hz\] and moves at \[40\;m/s\] in still air. The speed of sound is \[344\;m/s\]. What frequency is observed by a person in a car moving behind it in the same direction at \[20\;m/s\]?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
\[f_d=211\;\;Hz\]
B
\[f_d=200\;\;Hz\]
C
\[f_d=250\;\;Hz\]
D
\[f_d=237\;\;Hz\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 2:المصدر (الإسعاف) يتحرك مبتعدًا عن المراقب: $v_s = 40\;m/s$ (نضع إشارة $+$ في المقام)Source (ambulance) moving away from observer: $v_s = 40\;m/s$ ($+$ in denominator)
📌 الخطوة 3:المراقب يتحرك مبتعدًا عن المصدر: $v_o = 20\;m/s$ (نضع إشارة $-$ في البسط)Observer moving away from source: $v_o = 20\;m/s$ ($-$ in numerator)
✅ الإجابة الصحيحة هي: A ($f_d = 211\;Hz$)✅ Correct answer: A ($f_d = 211\;Hz$)
[12 ★]
سيارة إسعاف تصدر صوت بتردد معين وهناك سيارة حمراء وسيارة سوداء ورجل يقف على جانب الطريق. وسرعة واتجاه كل سيارة موجودة على الشكل. رتب درجة الصوت من الأعلى إلى الأدنى الذي يسمعه كل من: سائق سيارة الإسعاف وسائق السيارة الحمراء والسيارة السوداء والرجلAn ambulance emits a sound of some frequency. There is a red car, a black car, and a man standing by the roadside. The speed and direction of each are shown in the figure. Rank the observed pitch (highest to lowest) heard by: the ambulance driver, the red car driver, the black car driver, and the man.
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
\[f_A>f_C>f_A>f_B\]
B
\[f_C>f_D>f_A>f_B\]
C
\[f_D>f_C>f_B>f_A\]
D
\[f_C>f_A>f_B>f_D\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:تأثير دوبلر: عندما يقترب المصدر من المراقب، يزداد التردد الظاهري (نغمة أعلى).Doppler effect: when source approaches observer, observed frequency increases (higher pitch).
📌 الخطوة 2:السيارة الحمراء (C) تقترب من الإسعاف بسرعة، لذا تسمع أعلى نغمة.Red car (C) is approaching ambulance, so it hears the highest pitch.
📌 الخطوة 3:الرجل (D) ثابت، يسمع نغمة أقل من السيارة الحمراء.Man (D) is stationary, hears lower pitch than red car.
📌 الخطوة 4:سائق الإسعاف (A) لا يسمع تأثير دوبلر لأنه مع المصدر. السيارة السوداء (B) تبتعد عن الإسعاف، فتسمع أقل نغمة.Ambulance driver (A) hears no Doppler effect. Black car (B) is moving away, hears lowest pitch.
أنبوب مغلق أحد الأطراف تم الحصول على التردد الأساسي لموجة رنين فكانت \[f_1=200\;Hz\]. أحد الترددات التالية لا يمكن أن تكون موجة رنين لهذا الأنبوبA tube closed at one end has a fundamental resonance frequency \[f_1=200\;Hz\]. Which of the following frequencies cannot be a resonance for this tube?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
\[f=200\;\;Hz\]
B
\[f=400\;\;Hz\]
C
\[f=1400\;\;Hz\]
D
\[f=600\;\;Hz\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:الأنبوب المغلق من طرف واحد له ترددات رنين فردية مضاعفات التردد الأساسي: $f_n = (2n-1)f_1$Closed-end tube has odd harmonics: $f_n = (2n-1)f_1$
📌 الخطوة 3:التردد $400\;Hz$ ليس من مضاعفات فردية لـ $200\;Hz$، لذا لا يمكن أن يكون رنيناً.$400\;Hz$ is not an odd multiple of $200\;Hz$, so it cannot be a resonance.
✅ الإجابة الصحيحة هي: B ($f = 400\;Hz$)✅ Correct answer: B ($f = 400\;Hz$)
[14 ★]
يُصدر أنبوب مغلق من أحد طرفيه نغمة أساسية ترددها \[f_0=210\;Hz\]. إذا أصبح نفس الأنبوب مفتوحاً من الطرفين، فما التردد الأساسي الجديد (Hz)؟A tube closed at one end has a fundamental frequency \[f_0=210\;Hz\]. If the same tube becomes open at both ends, what is the new fundamental frequency (Hz)?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
\[f_1=105\;\;Hz\]
B
\[f_1=210\;\;Hz\]
C
\[f_1=420\;\;Hz\]
D
\[f_1=630\;\;Hz\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
✅ الإجابة الصحيحة هي: C ($f = 420\;Hz$)✅ Correct answer: C ($f = 420\;Hz$)
[15 ★★]
أنبوب مغلق أحد الأطراف وُضع أمامه شوكة رنانة وتم الحصول على أمواج واقفة. تم تسخين الهواء داخل الأنبوب، ولوحظ أنه عند درجة معينة تم الحصول على موجة واقفة أخرى. أي العبارات التالية صحيحة؟A tube closed at one end is excited by a tuning fork producing standing waves. The air inside the tube is heated, and at a certain temperature another standing wave forms. Which statement is correct?
أختر الإجابة الصحيحةChoose the correct answer
A
السرعة تقل – التردد يزداد - طول الموجة يقلSpeed decreases – frequency increases – wavelength decreases
B
السرعة تزداد – التردد ثابت-طول الموجة يزدادSpeed increases – frequency stays constant – wavelength increases
C
السرعة تقل – التردد ثابت -طول الموجة يزدادSpeed decreases – frequency stays constant – wavelength increases
D
السرعة تزداد – التردد يقل -طول الموجة يقلSpeed increases – frequency decreases – wavelength decreases
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:تسخين الهواء يزيد من سرعة الصوت: $v \propto \sqrt{T}$Heating air increases sound speed: $v \propto \sqrt{T}$
📌 الخطوة 2:التردد يبقى ثابتاً لأنه يحدد بواسطة الشوكة الرنانة (مصدر الصوت).Frequency remains constant because it is set by the tuning fork (sound source).
📌 الخطوة 3:بما أن $v = f \cdot \lambda$ و $f$ ثابت، فإن زيادة $v$ تؤدي إلى زيادة $\lambda$.Since $v = f \cdot \lambda$ and $f$ is constant, increasing $v$ increases $\lambda$.
✅ الإجابة الصحيحة هي: B (السرعة تزداد – التردد ثابت - طول الموجة يزداد)✅ Correct answer: B (Speed increases – frequency constant – wavelength increases)
حل المسائل التاليةSolve the following problems
1
أنبوب مفتوح الطرفين طوله \[0.6\;m\]، وُضعت أمامه شوكة رنانة فتشكلت موجة واقفة تحتوي على ثلاث عقد وأربع بطون. إذا علمت أن سرعة الصوت \[v=340\;m/s\].An open-open tube of length \[0.6\;m\] is driven by a tuning fork and forms a standing wave with three nodes and four antinodes. Given \[v=340\;m/s\].
احسب طول الموجة الموقوفةCalculate the standing-wave wavelength
احسب تردد الموجة الموقوفةCalculate the standing-wave frequency
احسب التردد الأساسيCalculate the fundamental frequency
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:الأنبوب المفتوح له 3 عقد و 4 بطون، هذا يعني أن عدد نصف الأطوال الموجية = 3Open tube has 3 nodes and 4 antinodes → number of half-wavelengths = 3
أنبوب مغلق أحد الأطراف طوله \[0.5\;m\] وُضعت أمامه شوكة رنانة فتشكلت موجة واقفة تحتوي على أربع عقد وثلاث بطون. إذا علمت أن \[v=340\;m/s\].A tube closed at one end has length \[0.5\;m\]. A tuning fork produces a standing wave with four nodes and three antinodes. Given \[v=340\;m/s\].
احسب طول الموجة الموقوفةCalculate the standing-wave wavelength
احسب تردد الموجة الموقوفةCalculate the standing-wave frequency
احسب التردد الأساسيCalculate the fundamental frequency
اضغط هنا تظهر طريقة الحلClick here to see the solution method
📌 الخطوة 1:الأنبوب المغلق له 3 عقد و 3 بطون. في الأنبوب المغلق، L=(2n−1)λ/4 عدد البطون n=1,2,3,…
4
λ
حيث n=1,2,3,…Closed tube has 3 nodes and 3 antinodes. In closed tube, L=(2n−1)λ/4 The number of antinodes. n=1,2,3,…
Physics
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
Click here to see the solution method
No comments:
Post a Comment