10. Sınıf. Soru Kitabı. Dalgalar. Ünite. 2. Konu. Su Dalgası. Test Çözümleri. Sismograf

Transkript

1 1 10. Sınıf Soru itabı 3. Ünite Dalgalar 2. onu Su Dalgası Test Çözüleri Sisograf

2 2 3. Ünite Dalgalar Test 1 in Çözüleri Su liği sabit olduğuna göre, dalga hızı her duruda aynıdır. dalga üreteci Şekil I 2 Dalga üreten kaynağın frekansı artırıldığında her iki ortadaki dalga boyu önceki durua göre küçülür. Dalgaların her iki ortadaki hızı ise değişez. Şekil II Şekil II deki dalga boyu Şekil I dekinden büyüktür. Su liği sabit dalga leğeninde bu duruun oluşabilesi için kaynağın frekansı küçültülüştür. Bir başka ifadeyle, kaynağın periyodu büyütülüştür aynağın frekansı arttığında dalga boyu azalır. Dalga boyu, kaynağın genliğine bağlı değildir. eğendeki suyun liği arttığında dalga boyu artar. yatay Üç farklı likte verilen şekildeki havuzda, suyun 1 bölgesindeki liği en büyük, 3 bölgesindeki liği en küçüktür. Sığ ortadaki dalga boyu en küçük, ortadaki en büyük olacağına göre 3 < 2 < 1 dir. 3. Şekildeki dalga leğeninde 6 dalga tepesi, dolayısıyla 5 ta dalga boyu bulunur. 6. Y N 50 c 5 = 50 c = 10 c 10 v = = = 4 /s bulunur. T 2, atasını bir ışık ışını, ve Y engellerini de düzle ayna gibi düşünebiliriz. Bu duruda atası kendi üzerinden geri döner.

3 SU DAGASI II R 60 R I ve II engellerini birer düzle ayna gibi düşünebiliriz. Atanın ortasından bir ışın gönderilip yansıtıldığında E seçeneği bulunur. I Yanıt E dir. Dalgalar ortaından ortaına geçerken doğrultuları değiştiğinden ve ortalarının liği aynı değildir. ortaına geçen dalgaların doğrultusu, ara kesitin noraline yaklaşıştır. Bu nedenle ortaı ortaından dır. eriyodik dalgaların ortadan ortaa geçerken dalga boyları ve hızları küçülür frekans ise değişez. 8. Y Z 10. dalga kaynağı v 1 Şekil I Şekil I Şekil II Şekil I de ortaından Y ortaına geçen doğrusal atanın orta kısı öne geçiştir. O hâlde Y ortaı ortaından daha olup, II. yargı doğrudur. Şekil II de ortaından Z ortaına doğru ilerleyen doğrusal atanın önce uçları Z ortaına geçer. Z ortaı ortaından daha olduğundan uçlar öne geçer. Bu nedenle III. yargı da doğrudur. Verilen bilgilerle Y ve Z ortalarının liklerini karşılaştıraayız. dalga kaynağı v 2 Şekil II eriyot ile frekans birbirinin tersi olduğundan periyot artarsa frekans azalır. Dalgaların hızı su liğine bağlı olduğundan lik değişediği için hız değişez. Dalga boyu ile periyot doğru orantılı olduğundan periyot artarsa dalga boyu da artar.

4 4 3. Ünite Dalgalar 11. Mercek biçiindeki ortaı geçen atalar doğrusal hâle gelerek düz engele varır düz ayna Düz engele gelen doğrusal ata, engelden şekildeki gibi yansır. 6 dalga tepesi arasında 5 tane ta dalga olduğundan; 5 = 10 = 2 c bulunur. n = 6 yarıklı stroboskop 3 saniyede 15 döne yaptığına göre 1 saniyede 5 döne yapar. yani f st = 5 s 1 dir. Dalganın frekansı; f d = n f st f d = 6 5 = 30 s 1 bulunur. Dalganın hızı; v = f d v = 2 30 = 60 c/s bulunur. Yanıt E dir.

5 SU DAGASI 5 Test 2 nin Çözüleri I II III Su dalgalarını ışık ışınları gibi düşünerek engellerden yansıttığıızda şekildeki yansıa biçii elde edilir. Su dalgalarında az kırıcı, çok kırıcı ortaa karşılıktır. Soruda verilen Şekil I deki erceğin dış kısının kırıla indisi iç kısının kırıla indisinden büyük olduğundan bu ercek ince kenarlı gibi davranır. Buna göre dalgaların ortalardaki hızları arasındaki ilişki; v M > v > v dir. M az s ğ 2. Ataların aldıkları yol- lara göre lik sıralaası şekildeki gibidir. M ortaı en olduğuna göre bu ortadaki hız en büyüktür. doğrusal dalga üreteci Soruda verilen Şekil II deki erceğin iç kısının kırıla indisi dış kısının kırıla indisinden büyük olduğundan bu ercek görüldüğü gibi, yani ince kenarlı ercek gibi davranır. İnce kenarlı bir erceğin odağından gelen bir ışın kırıldığında asal eksene paralel gider. Bu nedenle de oluşturulan dairesel bir ata erceği geçtikten sonra doğrusal hâle gelir. 3. Bir çukur aynanın odak noktasından gelen ışınlar aynadan yansıdıktan sonra asal eksene paralel gider. Bu nedenle çukur engelin odağında dalga kaynağı f v oluşturulan dairesel bir ata, engelden yansıdıktan sonra doğrusal hâle gelir. I. renaks 2f yapılırsa dalga boyu 2 olur. Ancak dalganın hızı değişez. f II. rekans yapılırsa dalga boyu 2 olur. 2 III. eğene su ilave edilirse frekans değişez.

6 6 3. Ünite Dalgalar 5. Su dalgalarında az kırıcı, çok kırıcı ortaa karşılıktır. 7. Su dalgalarında az kırıcı, çok kırıcı ortaa karşılıktır. Dış kısının kırıla indisi iç kısının kırıla indisinden büyük olduğundan kalın kenarlı ercek biçiindeki orta, ince kenarlı ercek gibi davranır. Dış kısın kırıla indisi iç kısın kırıla indisinden büyük olan ercekler karakter değiştirir. Yani soruda verilen kalın kenarlı ercek, ince kenarlı ercek gibi davranır. İnce kenarlı erceğin asal eksenine paralel gönderilen bir ışın kırıldıktan sonra odaktan geçer. Merceğin odağından gelen ışınlar erceğin asal eksenine paralel kırılır. Çukur engelin asal eksenine paralel gelen ışınlar yansıdıktan sonra odaklanır. 8. I. Çukur aynanın asal eksenine paralel gelen ışınlar, aynadan yansıdıktan sonra odaktan geçecek biçi- de yansır. Bu nedenle çukur engele gönderilen doğrusal dalgalar engelden yansıdıktan sonra odaklanır. II. Tüsek aynanın asal ek- 6. senine paralel gelen ışınlar, dağılarak aynadan yansır. Yansıyan ışınların kendileri değil uzantıları tüsek aynanın odağında toplanır. Bu nedenle tüsek engele gönderilen doğrusal atalar, engelden yansırken odaklanazlar. s ğ Ataların uçları arasındaki uzaklığa dikkat edilirse, leğenin tarafı, R tarafı dır. Bu duruun oluşası için dalga leğeni R kenarından yukarı kaldırılış olabilir. R III. İnce kenarlı erceğin asal eksenine paralel gelen ışınlar, erceğin odağından geçecek şekilde kırılır. Bu nedenle ince kenarlı ercek biçiindeki ortaa gönderilen doğrusal dalgalar engeli geçtikten sonra odaklanırlar.

7 SU DAGASI ve 2 kaynaklarının periyotları eşit olarak veriliştir. 1 1 Atanın kesikli çizgi ile sınırlanan üçgen biçili bölgeye giren kısı, geride kalır > 1 olduğuna göre 2 kaynağının bulunduğu leğendeki suyun liği daha fazladır. 2 > 1 ise v 2 > v 1 olup yayıla hızları eşit değildir. Verilenlerle leğende oluşan ataların genliği ile ilgili yoru yapılaaz Y Z Ataların önce üst kısıları bölgeye varır ve bu kısıları geride kalır. Ataların geride kalan üst kısıları doğrultu değiştirir. Ataların alt yarısı bölgeye girince doğrultu değiştirezler ancak dalga boyu küçülür. noktasında iki tepe üst üste biniş durudadır. Bu noktada genlik = 10 c olur. Y noktasında iki çukur üst üstü biniş durudadır. Bu noktada genlik = 10 c olur. Z noktası bir tepe ile bir çukurun üst üste geldiği noktadır. Bu noktada genlik 5 5 = 0 olur. 1

8 8 3. Ünite Dalgalar Test 3 ün Çözüleri Su dalgalarında bir atanın doğrusal bir engelden yansıası ile bir ışık ışınının düzle aynadan yansıası birbirine benzer. Y Dalgaların frekansı yalnızca kaynağın frekansına bağlıdır. aynak frekansı değişediği sürece dalgaların frekansı değişez. Y Su dalgaları likleri farklı bir ortadan ötekine geçerken frekans değişez. Y atasının engelden taaen yansıış biçii şekildeki gibidir. 4. ortaı v v ortaı ortaı 2. ortaı Şekilde görüldüğü gibi dalga leğenin orta kısı, kenarları dir. noktasında üretilen dalgalar ortada birbirine yaklaşır. ortaından gelen dalgalar ortaına geçerken norale yaklaşarak kırılışlardır. Yani ortaı, ortaı dır. Bir başka ifadeyle, h > h ve v > v dir. Orta değişikliklerinde dalgaların frekansı değişediğinden I. öncül yanlıştır.

9 SU DAGASI f d = 8 s 1 n = 4 yarık f d = n f st 8 = 4 f st f st = 2 s T st = = s bulunur. f st 2 I II III I nuaralı ortaın dış kısının kırıla indisi iç kısının kırıla indisinden büyük olduğundan bu orta kalın kenarlı ercek gibi davranır. Bu nedenle I nuaralı ercek gelen dairesel ataları doğrusal atalara çevireez. II nuaralı orta ince kenarlı ercek gibi davranır. Odağından gelen dairesel ataları doğrusal atalara dönüştürebilir. III. nuaralı ortaın dış kısının kırıla indisi iç kısınınkinden büyük olduğundan karakter değiştirir ve ince kenarlı ercek gibi davranır. Bu orta da odağından gelen dairesel ataları doğrusal ataya dönüştürür. 8. s ğ 6. üretecinin ürettiği dalgalara göre leğenin ve kısıları şekildeki gibidir. dalga üreteci, ve M bölgelerinin su likleri farklı olduğundan dalga boyları bu ortalarda farklı olur. Ancak dalgaların her üç ortadaki frekansı eşit olur. M Yalnız Y üreteci çalıştırılırsa doğrusal dalgaların üstten görünüşü şekildeki gibi olur. Y Yanıt E dir.

10 10 3. Ünite Dalgalar 9. gelen atalar yansıyan atalar 11. A A A noktası çukur engelin odak noktası ise bu noktadan gelen dairesel atalar engelden doğrusal biçide yansır. A noktası çukur engelin erkezi ise erkezden gönderilen atalar yansıdıktan sonra yine erkezde toplanırlar. A noktası erkezin dışında bir nokta ise atalar yansıdıktan sonra erkez ile odak arasında bir noktada toplanır sonra dağılır. III. şekilde dağılan atalar gösteriliştir. Derin az kırıcı orta, çok kırıcı ortadır. Derin ortadan ortaa gönderilen su dalgalarının bir kısı yansırken bir kısı da kırılarak geçer. Sığ ortaa geçen dalgaların dalga boyu ve hızı küçülür. Ayrıla yüzeyi şekildeki gibi olan durularda geçen dalganın doğrultusu değişir. Yanıt E dir O R S Sığ ortadan gelen doğrusal ataların orta kısı bölgeye daha önce girer ve öne geçer. Önce atanın R kısı bölgeye girer ve şekildeki gibi kırılır.

11 SU DAGASI 11 Test 4 ün Çözüleri 4. tepe 1. h h 2 çukur,, nin oluşası için 1 s gerektiğine göre nın oluşası için 2 s gereklidir. Bu nedenle verilen dalganın 2 periyodu 2 s dir. Dalga leğeninin orta kısı, kenar kısı dır. Bu nedenle noktasında oluşturulan doğrusal dalgalara üstten bakan bir gözleci B deki deseni görür R ucundan ucuna doğru dalga boyları küçülüştür. Buna göre kaynaktan uzaklaştıkça suyun liği azalaktadır. doğrusal dalga kaynağı N Dalgalar başlangıçta N doğrultusundan yayıldığına göre leğen yatay duruda olup su liği her yerde aynıdır. eğenin ve R ayaklarına ince birer takoz konulduğunda leğenin üst kısı alt kısı hâle gelir. R 3. doğrusal dalga kaynağı Bu duruda dalgaların doğrultusu ve dalga boyu şekildeki gibi değişir. Ancak frekans değişez.

12 12 3. Ünite Dalgalar 6. I II 8. su dalgası su dalgası N Y M III su dalgası eğende oluşturulan doğrusal ataların üst kısı birbirinden uzaklaşırken alt kısıları birbirine yaklaşıştır. O hâlde suyun liği, leğenin kenarından MN kenarına doğru azalaktadır. Şekil I deki düzenekte kalın kenarlı ercek biçiinde bir engel vardır. alın kenarlı erceğin asal eksenine paralel gelen ışınlar dağılarak kırılır. Bu düzenekteki su dalgaları odaklanaz. Şekil II deki düzenekte erceğin dış kısının kırıla indisi iç kısının kırıla indisinden büyüktür. Bu ercek ince kenarlı ercek gibi görev yapar. Bu ercek su dalgalarını odaklayabilir. 9. dalga söndürücü dalga söndürücü Şekil III teki düzenekte verilen ercek kalın kenarlı ercek görevi yapar. Bu ercek de su dalgalarını odaklayaaz. arakesit dalga kaynağı dalga kaynağı Sığ kısıdan kısa geçildiğinde dalga boyu büyür. Ayrıca ara kesiti geçen ataların doğrultuları değişir. Yanıt E dir. 10. düzlesel yans t c 7. f d = 12 s 1 n = 4 yarık f d = n f st 12 = 4 f st f st = 3 bulunur. 3 Atanın O noktasını bir ışık ışını olarak düşünüp engelden yansıttığıızda 3 nuaralı çizgi bulunur. O

13 SU DAGASI n = 6 yarıklı stroboskop 1 saniyede 2 devir yaptığına göre frekansı 2 s 1 dir. Dalgaların frekansı; f d = n f st f d = 6 2 = 12 s 1 bulunur. 1 ata 1 periyotluk sürede 1 dalga boyu kadar yol alır. Dalganın ilk kez durgun görüldüğü hızda, bir dalga tepesi ile stroboskop üzerindeki bir yarık gözün önünden aynı anda geçer. Ardışık dalga tepesi ile ardışık yarık, yine birlikte, ancak 1 periyotluk süre sonra geçecektir. aynağın frekansı ayarlanarak yarıkla dalga tepesinin gözün önünden aynı anda geçesi sağlanabilir. O hâlde dalganın frekansı 12 s 1 ve 13. İlk duruda su dalgalarının frekansı f d = 12 Hz, dalga boyu ve stroboskobun frekansı f st = 2 Hz olarak veriliştir. Duran dalga tepelerinden peş peşe gelen ikisi arasındaki uzaklık dan 3 e düşesi için stroboskobun devir sayısı f d = n 3 f st 12 = n 3 2 n = 18 bulunur. n 3 e düşürülelidir. 12 = 3 s = 6 s = 24 s 1 olduğunda dalga tepeleri yine duruyoruş gibi görünür. Ancak 16 s 1 olduğunda bu duru gerçekleşez. 14. M N h 1 h 2 h 3 4d 2d 2d = d = 4d = 2d kısında = d 12. Su dalgaları farklı liklerde ilerlerken hızları kesinlikle değişir. Sığ ortada yavaş, ortada hızlı hareket eder. Su dalgaları ayırıcı yüzeye paralel geliyorsa yayıla doğrultusu değişez, dalga boyu değişir. Su dalgalarında periyot, yalnızca kaynağa bağlıdır. Derinliğin değişesi periyodu değiştirez. M kısında = 4d MN kısında = 2d olarak veriliştir. Dalga boyunun büyük olduğu yerlerde su liği daha fazladır. Bu nedenle h 2 > h 3 > h 1 dir. Orta değişikliklerinde frekans değişez.

14 14 3. Ünite Dalgalar 15. Denizlerde dalga leğeninden farklı olarak den a geçen dalgaların genliği artar. I. öncül doğrudur. Bütün dalga çeşitlerinde orta değiştiğinde frekans sabit kalır. II. öncül de doğrudur. 17. ok M Derin bölgeden bölgeye geçen dalgaların hızı azalır. Bu nedenle III. öncül yanlıştır. yatay Üç farklı likte verilen şekildeki dalga leğeninde, suyun bölgesindeki liği en büyük, M bölgesindeki liği en küçüktür. Sığ ortadaki dalga boyu en küçük, ortadaki en büyük olacağına göre M < < dir ve 3. dalga tepeleri arasındaki uzaklık şekilde gösterildiği gibi 2 dır Şekle göre; 2 = 20 = 10 c bulunur. Bu duruda dalgaların periyodu; v = T = T T = 0,5 s bulunur.