10. Sınıf. Soru Kitabı. Dalgalar. Ünite. 1. Konu. Dalgalarla İlgili Temel Kavramlar ve Yay Dalgası. Test Çözümleri. Sismograf

Transkript

1 10. Sınıf Soru itabı 3. Ünite Dalgalar 1. onu Dalgalarla İlgili Temel avramlar ve ay Dalgası Test Çözümleri Sismograf

2 2 3. Ünite Dalgalar Test 1 in Çözümleri 1. a) gelen atma 3. u soruda çeşitli seçenekler üzerinde durulabilir. Önce yayını ince, yayını kalın yay olarak düşünüp dan baş aşağı bir atma gönderelim (). gelen atma (I) b) c) dan yansıyan den yansıyan dan iletilen den iletilen (II) dan yansıyan dan iletilen u durumda noktasından yansıyan ve iletilen atmalar I deki gibi olur. I de atması iletilen atmadır. C seçeneğinde atması ileten atma olamaz dediği için bu seçenek yanlıştır. irbirine eklenen,, yaylarının kalınlıkları şeklin (a) kısmındaki gibidir. ani büyükten küçüğe doğru birim uzunluğun kütlesi > > şeklindedir. Hafif yaydaki hız ağır yaydaki hızdan büyük olduğuna göre v > v > v dir. anıt dir. Nihat ilgin ayıncılık v v Z > v > v olduğuna göre, en hafif yay Z, en ağır yay da yayıdır. tmaların genişlikleri arasında d Z > d > d ilişkisi vardır. Genliklerin büyüklükleri arasında ise bir karşılaştırma yapamayız. v Z v Z anıt dir. ve atmaları de gösterilen doğrultularda t saniyede 1 birim yol alacak şekilde hareket etmektedir. 4t süre sonra atması engelinden baş aşağı dönerek I de gösterilen noktasına ulaşır. atması da aynı sürede engelinden ters dönerek I yansır ve noktasına ulaşır. öylece noktasına iki çukur ulaştığı için I deki gibi çift çukur oluşur.

3 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI 3 5. Şeklin (a) kısmındaki gibi, sol yarısı ince, sağ yarısı kalın olan iki yayı noktasından birbirine ekleyelim. 7. ve atmaları (1) yönünde hareket ediyorlarsa; (a) (b) atması ters dönerek yansıdıktan sonra atması ile üst üste gelip birbirlerini söndürebilir (). O hâlde I. önerme doğrudur. gelen atma (c) v dan yanısyan atma v dan iletilen atma Şeklin (b) kısmındaki gibi, baş aşağı bir atmayı ince yaydan noktasına doğru gönderelim. tmanın yansıyan ve iletilen kısımları (c) deki gibi olur. Şeklin (c) kısmında yansıyan atma, iletilen atma olup v > v dir. O hâlde I, II ve III. önermeler doğrudur. anıt E dir. Nihat ilgin ayıncılık I Eğer iki atma da (2) yönünde hareket ederse bu sefer de atması sert engelden ters dönerek yansır ve ile birbirlerini söndürebilir, II. önerme de doğrudur (I). atması (1) yönünde atması ise (2) yönünde hareket ederse, bu atmalar sert engelden tepe olarak yansırlar (II). Sert engellerden yansıyan bu atmalar bir noktada karşılaşarak birbirlerini şiddetlendirebilir. O hâlde I, II ve III. önermeler doğrudur. II anıt E dir. 6. F d 1 1 v 1 gelen atma sürtünmesiz halka 8. F yansıyan atma v 2 2 d 2 sürtünmesiz halka Serbest uca doğru gönderilen atmanın hızı, genliği ve genişliği değişmeden yansır. ani; 1 = 2 gelen atma alın yaydan gönderilen dalga noktasından ters dönmeden yansır. noktasına doğru gelirken atması önde olduğuna göre, yansıyan ve iletilen atmada da önde olmalıdır. d 1 = d 2 v 1 = v 2 diyebiliriz. dan yansıyan atma dan iletilen atma anıt D dir.

4 4 3. Ünite Dalgalar 9. S R P (a) (b) (c) (d) S S S R R R gelen atma P, R, S yaylarının kalınlıkları Şekil (a) daki gibidir. R yayından (b) deki gibi noktasına gönderilen atmanın yansıyan ve iletilen kısımları (c) ve (d) deki gibidir. P P P anıt D dir. 11. (1) (2) Şekil üzerinde verilen okların titreşim yönüne bakarak atmasının (1) yönünde, atmasının (2) yönünde hareket ettiği bulunur. atması sabit noktasından çukur olarak, atması ise sabit noktasından tepe olarak yansır. u atmalar 8 saniyede 8 er birim yol alarak noktasında karşılaşarak birbirlerini bir an için söndürürler. anıt E dir. 10. d h h Nihat ilgin ayıncılık d I II h d deki noktası uca vardığında, kare biçimindeki atma tan ters dönmeden yansımış olur (I). Üst üste binen atmalar birbirinin etkisini azaltmaya çalışır. Üst tarafta taralı üçgen biçimli parça en alttan yine taralı kendisi kadar bir parçayı söndürecektir. tmaların birbirini söndüren kısımlarının dışında kalan parçası II teki gibi olur. ir başka ifadeyle, noktası uca vardığında dışardaki gözlemci II gibi bir atma görür. anıt dır. 12.,, atmalarının ilerleme yönleri şekil üzerinde oklarla gösterilmiştir. anıt dir.

5 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI 5 Test 2 nin Çözümleri I sabit II tmalar tan ters dönmeden yansır. noktası sabit uca vardığında küçük atma ters dönerek yansıyacak ve atmalar birbirinin etkisini artıracaktır. III anıt dir. IV de atması tan, atması da sabit tan baş yukarı yansıyacaktır. İkisi de baş yukarı olan atmaların oluşturduğu bileşke atma doğru çizilmiştir. I de atması tan baş aşağıya yansıyacak ve şekildeki bileşke atmayı oluşturacaktır. II te atması baş aşağıya yansıyacak ve atmasının bir kısmını götürecektir. ir an için şekilde verilen atma oluşacaktır. V te atması baş yukarı yansıyacak ve iki atma üst üste gelerek verilen atmayı oluşturacaktır. anıt D dir. Nihat ilgin ayıncılık 2. sabit 4. v tma sabit tan ters dönerek yansır, diğer taraftaki tan ters dönmeden yansır, tekrar sabit uca gelerek bir daha ters döner ve aynı görünümü alır. unun için 18 birim yol almalıdır. 18 birim yol alması için de 6t süre geçmelidir. Frekans kaynakla ilgilidir. Ortama bağlı olarak değişmez. u soruda kaynağın frekansı değişmediği için dalganın frekansı değişmez. v = λ f bağıntısına göre hafif yaya geçince hız artacağından dalga boyu da artar. una bağlı olarak da genişlik artar.

6 6 3. Ünite Dalgalar 5. I sabit 7. II sabit ayın kalınlığı ve yayı geren kuvvet değişmediği sürece, dalgaların yayılma hızı değişmez. Genlik ve genişlik eşit olabilir veya farklı olabilir. III tmaların birbirini söndürebilmesi için tam olarak simetrik olmalıdırlar. ve II de atmalar tam üst üste geldiğinde simetrik olacağından birbirlerini bir an için söndürürler. II te atması tan yansıyınca simetri bozulacağından bu atmalar birbirini söndüremez. Nihat ilgin ayıncılık 8. ) 6. önce sonra ) I C) D) II E) III Her üç durumda da bileşke atma doğru çizilmiştir. anıt D dir. ğır yaydan hafif yaya gelen atma ters dönmeden yansır. seçeneği yanlış gösterilmiştir. Diğer seçeneklerin hepsi doğrudur. anıt dır.

7 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI 7 9. v 2 Z v 1 I 11. a 2d a d Titreşim yönlerine karar verebilmek için atmaların kısa bir süre sonraki şeklini çizmemiz gerekir. anıt D dir. ynı yay olduğu için atması 2d kadar yol alınca atması da 2d kadar yol alacaktır. atması tan ters dönmeden yansır ve atmalar birbirinin etkisini bir an için yok eder. anıt dır. Nihat ilgin ayıncılık 10. önce sonra I II 12. III tmaların sabit tan yansıyan kısımları ters dönerek yansır. de ters dönen atma gelen atmanın etkisini azaltır. I de ters dönen atma ile gelen atma birbirinin etkisini artırır. II te ters dönen kısım gelen kısmı tamamen söndürür. anıt E dir. Şekilde yayların eklem yerinden yansıyan ve iletilen atmalar görülmektedir. Sağdaki atmanın genişliği küçük olduğuna göre, sağdaki yay daha ağırdır. Dolayısıyla sağdaki yayda hız daha küçüktür. O hâlde eklem yerine sağdaki yay daha yakın olmalıdır. anıt dir.

8 8 3. Ünite Dalgalar Test 3 ün Çözümleri 3. ince yay kal n yay 1. m 1 m 2 m 3 I alın yay üzerinde oluşturulan çukur biçiminde bir atmanın noktasından sonraki yansıyan ve iletileni şekildeki gibidir. I rdışık iki tepe arasındaki uzaklık dalga boyuna eşittir. una göre; 4. m 1 = 2 birim m 2 = 2 birim P R m 3 = 2 birim dir. una göre m 1 = m 2 = m 3 tür. anıt dır. Nihat ilgin ayıncılık ynı ortamda hız sabittir. Frekans 2 katına çıkarılırsa, v = λf bağıntısına göre dalga boyu yarıya düşer. Soruda PR arasına bir tam dalga sığmıştır. Frekans 2 katına çıkınca PR arasına iki tam dalga sığar. P R anıt D dir cm 2 s arayla tepe ve çukur oluştuğuna göre dalgaların periyodu 4 s dir. Şekilde çukur ve tepe arası 10 cm olarak gösterilmiştir. Öyleyse dalga boyu 20 cm dir. m v = bağıntısında periyot ve dalga boyunu yazarsak, v = = 5 cms / bulunur. T 20 4 anıt dir. tma tan olduğu gibi geri yansır. urada sadece dikkat edeceğimiz nokta, atmanın geniş tarafı uca doğru gelirken öndedir, öyleyse geniş tarafı yansıyınca da önde olacaktır. anıt D dir.

9 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI 9 6. y(cm) 8. v ip a f 0 b x(cm) m 1 = m a Soruda verilen a değeri genliktir. Genlik de yay üzerindeki bir noktanın maksimum yer değiştirmesi kadardır. Dikkat edilirse b değeri de dalga boyunun 2 katına eşittir. una göre, dalga boyu ve genlik bulunabilir. 2f m 2 = 2 m v Frekans 2 katına çıkarıldığında dalga boyu yarıya iner. Ortam değişmediği için yayılma hızı da değişmez. Nihat ilgin ayıncılık sabit I tmanın noktası sabit uca vardığında tamamı ters dönerek yansımış olur. de iletilen atma baş yukarı olduğu için gelen atma da baş yukarı olmalıdır. una göre, yayından gönderilen atma ters dönmüştür. tma ters döndüğüne göre, yayı daha ağırdır. alın yaydaki hız daha küçük olduğundan v > v olur. I de iletilen atma baş aşağıdır. una göre, den gönderilen atma ters dönmüştür. u da bize yayının daha da kalın olduğunu gösterir. alın yayda hız daha küçük olduğundan v > v dir. anıt D dir. anıt E dir.

10 10 3. Ünite Dalgalar 10. y (cm) t(s) I T = 6 s Grafik incelendiğinde bir tam atmanın oluşması için m geçen süre 6 s dir. ani periyot 6 s dir. v = bağıntısında verilenler yerine T yazılırsa; atması sağa doğru giderse ve ucundan ters dönerse bu atmalar 3t süre sonra birbirini söndürür. m 7,5 = 6 m = 45 cm bulunur. anıt E dir. Nihat ilgin ayıncılık 11. I tmaların tepe noktaları yayın tam orta noktasına gelince birbirini söndürür. Çünkü sağa doğru gelen atma sabit tan ters dönecek, sola doğru giden atma olduğu gibi yansıyacaktır. una göre, atmaların 4 birim yol alması gerekir. 2 s de 4 birim yol alabilmesi için hızları 2 birim/s olmalıdır. anıt dır.

11 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI 11 Test 4 ün Çözümleri sabit sabit ayın düz hâle gelebilmesi için atmanın sağ yarısının tan yansıması gerekir. unun için 7 s süre geçmelidir. anıt dir. Sola doğru ilerleyen dikdörtgen biçimli atma sabit tan ters dönerek yansır. Sağa doğru ilerleyen üçgen biçimli atma, tan ters dönmeden yansır. u iki atma 2 saniye sonra üst üste binerek birbirini kuvvetlendirir. öylece bir anlık görünüm şekildeki gibi olur. 5. anıt D dir. 2. Sarmal yay üzerinde ilerleyen dalganın hızı yayın ağırlığına ve yayı geren kuvvete bağlıdır. Dalganın genliği, frekansı, dalga boyu ve genişliği hızı etkilemez. Nihat ilgin ayıncılık Dalgayı söndürebilecek atma simetrik olmalıdır. anıt dir. 3. sabit yayı 4 kat ağır olduğundan bu yay üzerindeki hız yarıya düşecektir. öylece yayı üzerinde 4t sürede 2 birim yol alınır. Şekildeki atma noktasından baş aşağı yansıyacaktır. Serbest uca baş aşağı gelen atma yine baş aşağı olacak şekilde yansıtır. 5t sürede 5 birim yol alır. 6. İlerleyen atmaların ön kısmındaki moleküller denge konumundan uzaklaşır. rkasındaki moleküller denge konumuna yaklaşır. 1 Z 2 3 una göre ve Z atmaları P oku yönünde hareket eder.

12 12 3. Ünite Dalgalar 7. N yayı O yayı 9. Z a 2a yayı P oku yayı Z I O I atmasının bir kısmı kalın yaya iletilmiş bir kısmı da ters dönerek yansımıştır. iletilen bu atma Z atması olup P oku yönünde hareket etmektedir. ansıyan atma da atması olup ters yönde gitmektedir. N atması da tan yansıyarak atması olarak P oku yönünde hareket etmektedir. Z Şekil dikkatle incelenirse yansıyan atma 2a kadar yol alırken aynı sürede iletilen atma a kadar yol alır. una göre yayılma hızları oranı; v v = 2 olur. Z anıt dir. anıt E dir. Nihat ilgin ayıncılık de noktasına doğru giden atmanın tepe kısmı önde, çukur kısmı arkadadır. I de önde giden kısım yine tepe olduğuna göre, atma noktasında ters dönmeden yansımıştır. tmanın noktasında ters dönmeden yansıması için noktası olmalıdır. noktasına daha ince bir yay bağlanırsa yansıyan atmanın genliği küçülür. Oysa sorudaki verilenlere göre atmanın yansımış hâlinin genliği değişmemiştir. u nedenle III. öncül yanlıştır. a n ı t d ı r. dan iletilen den iletilen dan yansıyan den yansıyan gelen Dikkat edilirse gelen atma hem den hem de dan yansıma yaparken ters dönmüştür. una göre yayı en ağır, yayı da en hafiftir. u bize, yayında hızın en büyük, yayında hızın en küçük olduğunu gösterir. anıt dır.

13 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI sabit N tmalar ilk karşılaşmalarında birbirini şiddetlendirir. İkinci karşılaşmalarında birbirini söndürür. una göre; Nihat ilgin ayıncılık t1 7 t 2 = 6 s ve t 1 = 14 s olur. = bulunur. t 2 3 anıt D dir. atması bağlantı noktasına gelince yansıyan ve iletilen atma olarak ikiye bölünür. u nedenle atmalar birbirini tamamen söndürmez. I. yargı yanlıştır. tmalar ilk olarak noktasında karşılaşır bu nedenle II. yargı doğru, III. yargı yanlıştır. anıt E dir.

14 14 3. Ünite Dalgalar Test 5 in Çözümleri 3. O 1. birinci yay ikinci yay O m rdışık iki tepe arasındaki uzaklık dalga boyudur. D seçeneğinde bir tek dalga boyu olup kutunun tamamını kaplamıştır. Diğer seçeneklerde birden fazla dalga boyu vardır. anıt D dir. birinci yay ikinci yay I tma sert yaydan yumuşak yaya gelirken baş yukarı olarak yansır. Soruda atma baş yukarı olarak yansıdığına göre birinci yayın esneklik kat sayısı daha büyüktür. anıt dır. Nihat ilgin ayıncılık düşey Oklar bize atmanın hareket yönü hakkında bilgi vermektedir. Oklara dikkat ederek atmanın kısa süre sonraki durumunu çizebiliriz. atmasının sola doğru, atmasının sağa doğru gittiği şekilde görülür. Her iki atma da sabit tan ters dönerek yansır. anıt dir. T S yatay ay üzerindeki atmanın hareket yönünü bulabilmek için şekildeki gibi atmanın kısa bir süre sonraki durumu çizilir. Daha sonra her noktanın hareket yönü kolayca bulunur. anıt dır.

15 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI O Hafif yaydan gelen atma ağır yaydan baş aşağı olarak yansır. yrıca hafif yaydaki hız daha büyüktür. tma hafif yayda t sürede bir bölme ilerlediğine göre ağır yayda aynı sürede daha az ilerleyecektir. anıt dır. tma sabit tan ters dönerek yansır. Sağ taraftaki atmanın ters dönmüş hali gözükmektedir. Öyleyse t 0 anında oluşturulan atma baş aşağı gönderilmiştir. Diğer taraftan hafif yaydan ağır yaya gönderilen atma ters döner. aşlangıçta baş aşağı gelen atma ters döndüğüne göre, yayının yayından daha hafif olduğunu söyleyebiliriz. u bilgilerden yayı ile yayının boylarını karşılaştıramayız. 6. v, ayı geren kuvvet artınca atmanın hızı artar. tmanın hızı artınca da v = m f bağıntısına göre dalga boyu da artar. Dalga boyu artınca, genişliği de artar. F Nihat ilgin ayıncılık 9. yayı P O yayı R ok 7. P yayı O yayı R I tma hangi yönde giderse gitsin ve noktaları düşey doğrultuda hareket edecektir. O yüzden ve noktalarının hareket yönüne bakarak atmanın ilerleme yönü bulunmaz. noktası yukarı doğru gidiyorsa, atma sağa doğru gidiyor demektir. noktası aşağı doğru gidiyorsa, atma sola doğru gidiyor demektir. anıt dir. Şekiller incelendiğinde atması iletilen atma, atmasının da yayından yansıyan atma olduğunu söyleyebiliriz. Çünkü iletilen atma 3 birim yol almıştır. ansıyan atma ters döndüğüne göre yayı daha hafiftir ve bu yayda hız daha büyüktür. una göre yansıyan atmanın atmasından daha fazla yol alması gerekir. una göre atması P duvarından yansıyan atmadır. Son olarak ve atmalarının hareketi ok yönündedir. anıt E dir.

16 16 3. Ünite Dalgalar 10. sert (kalın) yayı O yumuşak (ince) yayı N 13. duvar ok duvar aş yukarı gönderilen atmanın bir kısmı her zaman baş yukarı olarak iletilir. u atmanın bir kısmı da yansır. tma ince yaydan kalın yaya gelmişse baş aşağı olarak yansır. una göre başlangıçta, atma yayında oluşturulmuştur. I. yargı yanlıştır. alın yayda yayılma hızı daha küçük olduğundan II. yargı doğrudur. iletilen atma, yansıyan atma olduğu için bu atmalar zıt yönde yayılmaktadır. III. yargı doğrudur. tmalar sabit tan ters dönerek yansır. ve atmaları aynı yay üzerinden hareket ettikleri için aralarındaki uzaklık değişmez. anıt E dir. anıt D dir. 11. Her iki atma da sabit lardan ters dönerek yansıyacakları için ilk karşılaşmalarında birbirini bir an için söndürürler. una göre NP aralığında ilk kez karşılaşırlar. N P R Nihat ilgin ayıncılık 14. duvar anıt D dir. I duvar duvar 12. kalın yay II ince yay duvar III I ve atmalarının hareketi ok yönünde olursa atması önde olmalıdır. I de atması geride olduğuna göre I. yargı doğru olamaz. tmalar eşit yollar aldıklarından II. ve III. yargılar doğru olabilir. anıt E dir. tma tan baş yukarı olarak yansır. buna göre I de atma baş yukarı olarak yansıyacaktır. alın yaydan ince yaya baş yukarı olarak gelen atma yansıyan kısmı yine baş yukarıdır. una göre II de de atma baş yukarı olarak yansır. ir atma sabit tan ters dönerek yansır. ani III teki atma baş aşağı olur. anıt D dir.

17 DGR İGİİ TEE VRR VE DGSI duvarı duvarı T Dalganın periyodu T ise süre sonra görünümü 4 aşağıda kesikli çizgi ile gösterildiği gibi olur. duvarı duvarı I I II Esnek bir ortamda meydana getirilen kısa süreli sarsıntıya atma denir. Sarsıntı sürekli olursa bu durumda dalga ismini alır. ayın ucunu sadece sağa çekersek her seferinde bir atma oluşuyor. ayın ucunu sağa ve sola çekip hareketi tekrarlarsak yay üzerinde enine dalgalar oluşur. ayın ucunu öne ve arkaya sürekli hareket ettirirsek boyuna dalgalar oluşur. anıt D dir. II una göre noktası II yönünde, ve noktaları I yönünde hareket eder. anıt D dir. Nihat ilgin ayıncılık 18. Sarmal yaydaki atma sabit tan ters dönerek, ta ise ters dönmeden yansır. Soruda verilen atmaların 9 saniye sonraki konumları aşağıdaki gibi olur. C 16. duvar ay dalgalarında hız, telin kalınlığı ile ters orantılıdır. tmanın hızı azaldığına göre tel gittikçe kalınlaşmaktadır. tmanın hızı; w F C u atmalardan her birisi yayı oklarla gösterilen yönde çekmeye çalışır. unun sonucunda noktası ʹ noktasına çekilir. noktası yerinde kalır. C noktası da Cʹ noktasına çekilir. öylece bileşke atmanın anlık görünümü şekilde verildiği gibidir. C v = m f bağıntısı ile de bulunabilir. ağıntıya göre v azalırsa m da azalır. Frekans ise değişmez. m azalırsa atmanın genişliği azalır. anıt dır.