ما مقدار التردد بوحدة الهيرتز عند الرنين الثاني

ما هو التردد بالهرتز عند الرنين الثاني؟ بما أن الرنين هو ظاهرة فيزيائية يميل خلالها النظام الفيزيائي إلى الاهتزاز بأقصى حد له ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن طريقة حساب التردد بوحدات هيرتز لأي نظام فيزيائي.

ما هو التردد بالهرتز عند الرنين الثاني

مقدار التردد بالهرتز عند الرنين الثاني للأنبوب المغلق عند أحد طرفيه يبلغ طوله حوالي 15 سم ، نظرًا لأن سرعة الصوت تبلغ 343 مترًا في الثانية ، أي حوالي 1715 هرتز ، اعتمادًا على قوانين حساب التردد لـ- الأنبوب المنتهي ، لأن مقدار التردد للأنبوب المغلق عند أحد طرفيه يساوي حاصل ضرب عدد التوافقيات في الأنبوب المغلق في سرعة الموجة الصوتية مقسومًا على طول الأنبوب مضروبًا في 4 ، على سبيل المثال عند ضرب عدد التوافقيات عند الرنين الثاني لأنبوب مغلق يساوي 3 أضعاف سرعة الموجة التي تساوي 343 مترًا في الثانية ، تكون النتيجة 1029 ، وقسمة هذا المنتج على حاصل ضرب طول الأنبوب يساوي 0.15 أمتار مضروبة في 4 ، سيكون مقدار التردد 1715 هرتز. فيما يلي شرح للقوانين الفيزيائية المستخدمة لحساب تردد الرنين لأنبوب مغلق وأنبوب مفتوح ، وهي كالتالي:[1]

• تردد الرنين في أنبوب مغلق:

تردد الرنين = (عدد التوافقيات × سرعة الموجة) ÷ (4 × طول الأنبوب) ƒ = (nx ν) ÷ (4 × L)

بينما يتم قياس تردد الرنين بالهرتز ، وتقاس سرعة الموجة بمتر واحد في الثانية ، بينما يبلغ طول الأنبوب مترًا واحدًا ، في حين أن عدد التوافقيات في الأنبوب المغلق هو أحد الأرقام الفردية مثل 1 ، 3 ، 5 ، 7 ، حسب ترتيب الرنين.

• تردد الرنين في أنبوب مفتوح:

تردد الرنين = (عدد التوافقيات × سرعة الموجة) ÷ (2 × طول الأنبوب) ƒ = (nx ν) ÷ (2 × L)

بينما يتم قياس تردد الرنين بالهرتز ، وتقاس سرعة الموجة بمتر واحد في الثانية ، بينما يبلغ طول الأنبوب مترًا واحدًا ، في حين أن عدد التوافقيات في الأنبوب المفتوح هو أحد الأرقام الصحيحة مثل 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، حسب ترتيب الرنين.

انظر أيضًا: حساب تردد الحد الأقصى للزنك بالهرتز

مثال على طريقة حساب تردد الرنين

فيما يلي بعض الأمثلة العملية لطريقة حساب تردد الرنين للأنابيب المفتوحة والمغلقة:[2]

• السؤال الأول: ما مقدار التردد بالهرتز عند الرنين الثاني لأنبوب مغلق من طرف يبلغ طوله حوالي 15 سم ، علمًا أن سرعة الصوت تبلغ 343 مترًا في الثانية ؟. طريقة الحل: سرعة الموجة = 343 مترًا / ثانية ، طول الأنبوب = 0.15 متر عدد التوافقيات عند الرنين الأول = 1 عدد التوافقيات عند الرنين الثاني = 3 تردد الرنين = (عدد التوافقيات × سرعة الموجة) ÷ (4 × أنبوب الطول) تردد الرنين = (3 × 343) ÷ (4 × 0.15) تردد الطنين = (1029) ÷ (0.6) تردد الرنين = 1715 هرتز

• السؤال الثاني: ما هو حجم التردد بالهرتز عند الرنين الأول لأنبوب مفتوح عند الطرفين يبلغ طوله حوالي 2.46 متر ، علمًا أن سرعة الصوت في الهواء داخل الأنبوب هي 345 مترًا لكل ثانيا. ثانيا؟. طريقة الحل: سرعة الموجة = 345 مترًا / ثانية = طول الأنبوب 2.46 متر عدد التوافقيات عند الرنين الأول = 1 تردد الرنين = (عدد التوافقيات × سرعة الموجة) ÷ (2 × طول الأنبوب) تردد الرنين = (1 × 345) ÷ (2 × 2 ، 46) تردد الرنين = (345) ÷ (4.92) تردد الرنين = 70.12 هرتز

• السؤال الثالث: ما مقدار التردد بالهرتز عند الرنين الرابع لأنبوب مغلق في أحد طرفيه يبلغ طوله حوالي 3 أمتار ، علمًا أن سرعة الصوت داخل الأنبوب 340 مترًا في الثانية؟ طريقة الحل: سرعة الموجة = 340 مترًا / ثانية = طول الأنبوب 3 أمتار عدد التوافقيات عند الرنين الأول = 1 عدد التوافقيات عند الرنين الثاني = 3 عدد التوافقيات عند الرنين الثالث = 5 عدد التوافقيات عند الرنين الثاني = 3 توافقيات عند الرنين الرابع = 7 تردد الطنين = (عدد التوافقيات × سرعة الموجة) ÷ (4 × طول الأنبوب) = تردد الطنين (7 × 340) ÷ (4 × 3) تردد الطنين = (2380) ÷ (12) تردد الطنين = 198.33 هرتز

• السؤال الرابع: ما مقدار التردد بالهرتز عند الرنين الثالث لأنبوب مفتوح عند الطرفين يبلغ طوله حوالي 1.75 مترًا ، علمًا أن سرعة الصوت في الهواء داخل الأنبوب هي 339 مترًا لكل ثانيا. طريقة الحل الثانية: سرعة الموجة = 339 مترًا / ثانية = طول الأنبوب 1.75 متر عدد التوافقيات عند الرنين الأول = 1 عدد التوافقيات عند الرنين الثاني = 2 عدد التوافقيات عند الرنين الثالث = 3 تردد الرنين = (عدد التوافقيات × سرعة الموجة ) ÷ (2 × طول الأنبوب) تردد الرنين = (3 × 339) ÷ (2 × 1.75) تردد الرنين = (1017) ÷ (3.5) تردد الرنين = 290.57 هرتز

انظر أيضًا: هل الضوء جسيم أم موجة؟

في نهاية هذا المقال ، علمنا أن التردد بالهرتز عند الرنين الثاني لأنبوب مغلق عند أحد طرفيه يبلغ طوله حوالي 15 سم ، علمًا بأن سرعة الصوت تبلغ 343 مترًا في الثانية ، أي حوالي 1715 هرتز ، وشرحنا أيضًا بالتفصيل طريقة حساب تردد الرنين للأنبوب المغلق والأنبوب المفتوح ، مع بعض الأمثلة العملية لطريقة الحل.