مختبر السلينكي: الأمواج المستعرضة والطولية

لعبة محاكاة تعليمية. توقّع في أي اتجاه تتحرك لفة ملوّنة حين تهز نابض السلينكي أو تدفعه وتسحبه، وكم تبعد التضاغطات بعضها عن بعض، وبأي سرعة تنتقل، ثم شاهد السلينكي من الأعلى بحركة بطيئة.

مستعرضة وطوليةسلينكي

مختبر السلينكي

هزّ جانبي

جاهز
فعّل ⁦JavaScript⁩ لإرسال الأمواج على السلينكي. تبقى التعليمات والمثال المحلول متاحة للقراءة.
السلينكياللفة الملوّنةتوقّعكالمسطرة واليد وجبهة الموجة
الأمواجv = f·λ

الزمن

0.00 s

t

التردد

— Hz

f

سرعة الموجة

— m/s

v

الطول الموجي

— m

λ

إزاحة اللفة الملوّنة

— cm

u

توقّع قبل أن تبدأ

اكتب توقّعك لتجهيز الأمور. يبقى زر البدء معطلًا حتى توجد إجابة.

توقّع كيف يتحرك السلينكي.

نتيجة المهمة—

يجب أن تكون كل إجابة ضمن ⁦‎2%⁩: كل منها تربح ⁦100⁩ نقطة. والإجابة الصحيحة من التشغيل الأول تضيف ⁦50⁩. يُحتسب التشغيل بمجرد أن يبدأ.

✓ إجابة صحيحة① من المحاولة الأولى

كيف تلعب مختبر السلينكي

  1. اختر اختبارًا: ↕ هزّ جانبي، و↔ دفع وسحب. اقرأ الأرقام في البطاقة.
  2. فكّر في اتجاه حركة اللفات، واستخدم ⁦v = f·λ⁩ للمسافات والسرعات.
  3. اكتب توقّعك واضغط ابدأ. يتحرك السلينكي بنصف السرعة.
  4. قارن الخط البرتقالي بالمسار الأبيض للفة الملوّنة على اليمين، أو العلامات والنقطة البرتقالية بالتضاغطات.

الأمواج المستعرضة والطولية

في كل موجة ينتقل شيء ما بينما لا تتحرك المادة إلا حول موضعها. ما يختلف هو اتجاه تلك الحركة. في الموجة المستعرضة تتحرك المادة عموديًا على اتجاه الموجة: سلينكي أو حبل يُهز يمينًا ويسارًا، وتموجات الماء، وموجات ⁦S⁩ في الزلزال. وفي الموجة الطولية تتحرك جيئةً وذهابًا على امتداد اتجاه الموجة: سلينكي يُدفع ويُسحب، والصوت في الهواء حيث تتزاحم الجزيئات في تضاغطات وتتباعد في تخلخلات، وموجات ⁦P⁩ في الزلزال. كلا النوعين يخضع للعلاقة ⁦v = f·λ⁩. في الموجة الطولية، الطول الموجي هو المسافة من تضاغط إلى التالي. والسلينكي مثالي لرؤية النوعين، لأنك تستطيع إرسال أي منهما على النابض نفسه ومراقبة لفة ملوّنة واحدة: تتحرك عرضيًا في أحدهما، وعلى الامتداد في الآخر، ولا تنتقل مع الموجة في أي منهما.

نموذج تعليمي مركّز

السلينكي مثالي: تحافظ الموجة على شكلها وسرعتها، ولا ينعكس شيء من الطرف البعيد. كل لفة تتبع ⁦u = A·sin(2π·f·(t − x ÷ v))⁩ خلف الجبهة وتبقى ساكنة أمامها. الحركة الجانبية ⁦30 cm⁩؛ والحركة على امتداد السلينكي ⁦‎8%⁩ من الطول الموجي، ما يكدّس اللفات إلى نحو نصف المسافة بينها. تقع اللفة الملوّنة عند ثلث الطول. تُعرض التشغيلات بنصف السرعة. الإجابات ضمن ⁦‎2%⁩ صحيحة؛ وعلى امتداد السلينكي تُقبل ⁦0°⁩ و⁦180°⁩ كلتاهما.

تغيير اللغة يحتفظ باختبارك وتوقّعك ومحاولاتك وتشغيلك.