SU DALGALARI ÇÖZÜMLER
Su dalgalarının hareketi, periyodu, frekansı ve dalga boyu. Su dalgalarının yansıması ve kırılması. Su dalgalarının hızının ve frekansının ölçülmesi. Çözümlü testin çözümleri.
Çözüm – 1
Tümsek engele dairesel olarak gelen su dalgaları engelden odak ile engel arasındaki bir noktayı merkez alacak biçimde yansır.
Şekilde görüldüğü gibi tümsek engele gelen dalgalar sanki engelin ardında odak ile engel arasında bir noktadan üretiliyormuş gibi yansırlar.
Çözüm – 2
Dalganın merkezinde bir nokta alarak bu noktadan engellere bir ışın çizerek her engelden yansımasını ışığın düzlem aynadaki yansıması şeklinde çizersek yukarıdaki şekli elde ederiz.
Yansıyan ışınların üzerine dalgayı uygun biçimde yerleştirmemiz yeterlidir.
İstersek K – L dalgasının her iki ucundan da birer ışın gönderebiliriz. Böylece K ve L uçlarını daha kolay tespit etmiş oluruz.
Çözüm – 3
Çukur engele doğrusal olarak gelen su dalgası engelden şekildeki gibi dairesel olarak yansır ve engelin odağında toplanır. Buradan tekrar dairesel olarak dağılan dalga doğrusal engele gelir. Doğrusal engele gelen dairesel dalgalar engelde F’ uzaklığında üretiliyormuş gibi yine dairesel olarak yansır.
Şekilde 1 nolu dalga çukur engele çarpan doğrusal dalganın yansıyış biçimidir. 2 nolu dalga odakta toplanmış olan 1 nolu dalganın dağılış biçimidir. 3 nolu dalga doğrusal engelden yansıyan 2 nolu dalgadır.
Dalgaların küresel veya doğrusal engellerden yansıyış biçimini doğru çizebilmek için dalganın hangi kısımlarının engele daha önce çarpacağına dikkat ediniz. Daha önce engele çarpan dalga kısımları, daha önce yansıyacak ve diğer bölümlere göre önde olacaktır.
Çözüm – 4
Bu soruda ana mantık derinlikle artan ve azalan faktörlerdir.
X’den Z’ye doğru derinlik artmaktadır. Derinlik arttıkça hız ve dalga boyu da artmaktadır.
En derin bölge Z bölgesi, en sığ bölge X bölgesidir. Dalga boyları arasında,
λx < λy < λz ilişkisi vardır. Hızları arasındaki ilişki,
ϑx < ϑy < ϑz şeklindedir.
Frekansları derinlikle değişmez, sabittir.
fx = fy = fz
Çözüm – 5
Su dalgasının frekansı ile stroboskobun frekansı arasında,
fD = n.fs ilşkisi vardır. Burada n yarık sayısıdır.
0,5 = n.0,05
n = 10
Çözüm – 6
Önce dalganın frekansını bulmalıyız. Dalganın frekansı stroboskop ile bulunabilir.
fd = n.fs
stroboskobun frekansı,
dakikada 30 devir yapan stroboskobun saniyedeki devir sayısını bulalım.
60 saniyede 30 devir
1 saniyede k
k = 0,5 s-1
şimdi dalganın frekansını bulabiliriz.
fd = 6.0,5
fd = 3 Hz
Şimdi suyun dalga boyunu bulalım.
V = λ.f
12 = λ.3
λ = 4 cm
Çözüm – 7
Su dalgasının frekansı ile stroboskobun frekansı arasındaki ilişki,
fd = n.fs şeklindedir.
Su dalgasının dalga boyu ve hızı bilindiğine göre frekansı bulunabilir.
ϑ= λ.f
20 = 25.fd
fd = 0,8 Hz
Bu sonuç su dalgasının frekansıdır. Su dalgasının frekansından stroboskobun frekansını bulacağız.
0,8 = 10.fs
fs = 0,08 Hz
Stroboskop saniyede 0,08 devir yapar. Üzerinde 10 yarık olduğundan bir noktadan her 0,8 saniyede bir yarık geçer ki bu süre dalganın frekansına eşittir. Böylece dalga duruyormuş gibi görünür.
Çözüm – 8
Dalganın ilk önce a noktası sığ bölgeye girecek, en son uç noktaları sığ bölgeye girecektir. Sığ bölgeye giren dalga kısımları yavaşlayacağından dalga içe doğru bükülecektir. Bunun sonucunda şekildeki gibi bir görüntü ortaya çıkacaktır.
Çözüm – 9
Dalganın ilk önce a noktası derin bölgeye geçecektir. Bu kısım hızlanacak ve b ve c noktalarının önüne geçecektir. Dalga derin bölgeden sığ bölgeye geçerken bu kez a noktası yavaşlayacak be ve c noktaları hızlanacaktır. Böylece dalga tekrar doğrusal bir biçim alacaktır.
Çözüm – 10
Dalga derin ortama doğrusal olarak girer ve doğrusal olarak yoluna devam eder. Engelin sonuna geldiğinde önce b ucu sığ ortama geçer. Bu esnada a ucu henüz derin bölümün içinde olduğundan dalga kıvrılır.
Dalga tamamen sığ ortama geçtiğinde şekildeki gibi doğrultu değiştirmiştir.
Soru – 11
Dalganın ilk önce b ve c uçları ıı. ortama geçecektir. Dalganın doğrusal hale gelmesi için b ve c noktaları daha yavaş hareket etmelidir ki a noktası bu açları yakalasın. Buna göre dalga derin ortamdan sığ ortama geçmiştir.
I. ifade yanlıştır.
II. ortam sığ olduğundan bu ortamda dalganın hızı daha yavaştır. II doğru, III yanlıştır.
Dalganın şekil değiştirmesine hız farkı sebep olmuştur. Dalganın uç kısımları daha önce II. ortama girmiş ve yavaşlamıştır. Henüz derin ortamda olan a noktası daha hızlı hareket ettiğinden b ve c uçlarını yakalamıştır, IV doğrudur.
Çözüm – 12
Dalga geldiği ortamın normaline yaklaşarak kırılıyorsa derin ortamdan sığ ortama geçmiştir. Şayet geldiği ortamın normalinden uzaklaşarak kırılıyorsa, sığ ortamdan derin ortama geçmiştir.
Buna göre,
I. ortamdan II. Ortama geçen dalga ortam normalinden uzaklaşacak biçimde sapmıştır. I ortam II. ortamdan daha sığdır.
Dalga II. Ortamdan III. Ortama normale yaklaşacak biçimde saparak geçmiştir. Buna göre II. Ortam III. ortamdan daha derindir.
Derinlikleri arasındaki ilişki,
nII > nI
nII > nIII
şeklindedir. I. ve III. ortamların derinlikleri hakkında kesin bir şey söylenemez.
nII her iki ortamdan daha derin olduğundan dalga hızı II. ortamda en fazladır.
I, II ve IV. ifadeler yanlıştır, III. ifade doğrudur.
Su Dalgası Soruları
Su Dalgası Yansıma Soruları
Çözümlü Genel Dalga Soruları
SANATSAL BİLGİ
01/03/2019