Test 1`in Çözümleri Su Dalgaları Testlerinin

2
1
Su Dalgaları Testlerinin Çözümleri
4.Şekil I de X ortamından Y ortamına geçen doğrusal
atmanın orta kısmı öne geçmiştir. O hâlde Y ortamı
X ortamından daha derin olup, II. yargı doğrudur.
Test 1’in Çözümleri
1. 5 dalga tepesi arası 4λ eder.
1
2
3
4
Şekil II de X ortamından Z ortamına doğru ilerleyen doğrusal atmanın önce uçları Z ortamına
geçer. Z ortamı X ortamından daha derin olduğundan uçlar öne geçer. Bu nedenle III. yargı da doğrudur.
5
Verilen bilgilerle Y ve Z ortamlarının derinliklerini
karşılaştıramayız.
4λ = 20 cm
λ = 5 cm bulunur.
Cevap D dir.
Stroboskop 2 saniyede 8 devir yaptığına göre frekansı 4 s–1 dir. Dalgaların frekansı;
fd = n . fst = 6 . 4 = 24 s–1
bulunur. Dalgaların yayılma hızı;
v = λ . fd
v = 5 . 24 = 120 cm/s bulunur.
2.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
Y
N
K
°
°
45
45
L
45°
X
KL atmasını bir ışık ışını, X ve Y engellerini de düzlem ayna gibi düşünebiliriz. Bu durumda KL atması
kendi üzerinden geri döner.
Cevap A dır.
5. Dalgalar K ortaK(derin)
mından L ortamına
geçerken doğrultuN
ları değiştiğinden K
ve L ortamlarının
derinliği aynı değilL(sığ)
dir. L ortamına
geçen dalgaların
doğrultusu, ara kesitin normaline yaklaşmıştır. Bu
nedenle L ortamı K ortamından sığdır.
Periyodik dalgaların derin ortamdan sığ ortama
geçerken dalga boyları ve hızları küçülür frekans
ise değişmez.
Cevap C dir.
6. Mercek biçimindeki ortamı geçen atmalar doğrusal hâle gelerek düz engele varır.
30°
30
°
3. I ve II engellerini birer düzlem ayna gibi düşünebiliriz. Atmanın ortasından bir
ışın gönderilip yansıtıldığında E seçeneği bulunur.
30°
30°
P
60°
R
R
P
60°
düz
engel
F
II
60°
30°
60° 30°
A
60°
60°
60°
I
Düz engele gelen doğrusal atma, engelden şekildeki gibi yansır.
Cevap A dır.
Cevap E dir.
2
Ünite 3
Dalgalar
7.
9.
ok
K
L
60°
K
L
60°
60°
K
L
60°
60° 60°
60°
Su dalgalarını ışık ışınları gibi düşünerek engellerden yansıttığımızda şekildeki yansıma biçimi elde
edilir.
KL dalga üreticinin oluşturduğu dalgalar ok yönünde ilerledikçe dalga boyları küçülmüştür. O hâlde
dalga leğeni ok yönünde ilerledikçe sığlaşıyor.
Cevap B dir.
MN dalga üretecinin
ürettiği dalgalar C
seçeneğindeki gibi ilerler.
M
N
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
8.
1
2
3
4
5
m
10. I. Frenaks 2f yapılırsa dalga boyu
olur. Ancak
2
dalganın hızı değişmez.
f
II. Frekans
yapılırsa dalga boyu 2λ olur.
2
III. Leğene su ilave edilirse frekans değişmez.
Cevap A dır.
6
6 dalga tepesi arasında 5 tane tam dalga olduğundan;
11.
K
L
M
az derin
sğ
derin
5λ = 10
λ = 2 cm
bulunur. n = 6 yarıklı stroboskop 3 saniyede 15
dönme yaptığına göre 1 saniyede 5 dönme yapar.
yani fst = 5 s–1 dir.
Dalganın frekansı;
Atmaların aldıkları yollara göre derinlik sıralaması
şekildeki gibidir. M ortamı en derin olduğuna göre
bu ortamdaki hız en büyüktür.
fd = n · fst
fd = 6 · 5 = 30 s–1
bulunur. Dalganın hızı;
Buna göre dalgaların ortamlardaki hızları arasındaki ilişki vM > vK > vL dir.
v = λ · fd
v = 2 · 30 = 60 cm/s bulunur.
Cevap E dir.
Cevap D dir.
SU DALGALARI
12. Su dalgalarında derin az kırıcı, sığ çok kırıcı ortama karşılıktır.
14.
Soruda verilen Şekil I deki merceğin dış kısmının
kırılma indisi iç kısmının kırılma indisinden büyük
olduğundan bu mercek ince kenarlı gibi davranır.
L
K
derin
sğ
Soruda verilen Şekil II deki merceğin iç kısmının
kırılma indisi dış kısmının kırılma indisinden büyük
olduğundan bu mercek görüldüğü gibi, yani ince
kenarlı mercek gibi davranır.
P
R
Atmaların uçları arasındaki uzaklığa dikkat edilirse, leğenin KL tarafı derin, PR tarafı sığdır. Bu
durumun oluşması için dalga leğeni PR kenarından yukarı kaldırılmış olabilir.
Cevap D dir.
F
F
Bir çukur aynanın odak noktasından gelen ışınlar aynadan yansıdıktan sonra asal
F
eksene paralel gider. Bu
nedenle çukur engelin odaF
ğında oluşturulan dairesel bir
atma, engelden yansıdıktan sonra doğrusal hâle
gelir.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
İnce kenarlı bir merceğin odağından gelen bir ışın kırıldığında asal eksene paralel gider.
Bu nedenle F de oluşturulan
dairesel bir atma merceği geçtikten sonra doğrusal hâle
gelir.
3
15. Su dalgalarında derin az kırıcı, sığ çok kırıcı ortama karşılıktır.
13. Su dalgalarında derin az kırıcı, sığ çok kırıcı ortama karşılıktır.
Dış kısmın kırılma indisi iç kısmın kırılma indisinden büyük olan mercekler karakter değiştirir. Yani
soruda verilen kalın kenarlı mercek, ince kenarlı
mercek gibi davranır. İnce kenarlı merceğin asal
eksenine paralel gönderilen bir ışın kırıldıktan sonra odaktan geçer.
Dış kısmının kırılma indisi iç kısmının kırılma indisinden büyük olduğundan kalın kenarlı mercek
biçimindeki ortam, ince kenarlı mercek gibi davranır.
F
Merceğin odağından gelen ışınlar merceğin asal
eksenine paralel kırılır. Çukur engelin asal eksenine
paralel gelen ışınlar yansıdıktan sonra odaklanır.
F
Cevap B dir.
Cevap B dir.
4
Ünite 3
Dalgalar
16. I. Çukur aynanın asal ekse-
nine paralel gelen ışınlar,
aynadan yansıdıktan sonra
F
odaktan geçecek biçimde
yansır. Bu nedenle çukur
engele gönderilen doğrusal
dalgalar engelden yansıdıktan sonra odaklanır.
F
III. İnce kenarlı merceğin asal
eksenine paralel gelen
F
ışınlar, merceğin odağından geçecek şekilde kırılır.
Bu nedenle ince kenarlı
mercek biçimindeki ortama
gönderilen doğrusal dalgalar engeli geçtikten sonra odaklanırlar.
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
II. Tümsek aynanın asal eksenine paralel gelen ışınlar,
dağılarak aynadan yansır.
Yansıyan ışınların kendileri
değil uzantıları tümsek aynanın odağında toplanır. Bu
nedenle tümsek engele gönderilen doğrusal atmalar,
engelden yansırken odaklanmazlar.
SU DALGALARI
4. X noktasında iki tepe üst üste binmiş durumdadır.
Bu noktada genlik 5 + 5 = 10 cm olur.
Test 2’nin Çözümleri
Y noktasında iki çukur üst üstü binmiş durumdadır.
Bu noktada genlik 5 + 5 = 10 cm olur.
Z noktası bir tepe ile bir çukurun üst üste geldiği
noktadır. Bu noktada genlik 5 – 5 = 0 olur.
1.
5
sığ
Cevap D dir.
derin
Atmanın kesikli çizgi ile sınırlanan üçgen biçimli sığ
bölgeye giren kısmı, geride kalır.
5. Su dalgaları derinlikleri farklı bir ortamdan ötekine
geçerken frekans değişmez.
Cevap A dır.
Cevap A dır.
6. Şekilde görüldüğü gibi
dalga leğenin orta
kısmı sığ, kenarları
derindir. K noktasında
üretilen dalgalar sığ
ortamda birbirine yaklaşır.
Atmaların alt yarısı sığ bölgeye girince doğrultu
değiştirmezler ancak dalga boyu küçülür.
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
2. Atmaların önce üst kısımları sığ bölgeye varır ve
bu kısımları geride kalır. Atmaların geride kalan üst
kısımları doğrultu değiştirir.
K
derin
sğ
derin
Cevap B dir.
7.
sığ
derin
53°
3. K1 ve K2 kaynaklarının periyotları eşit olarak verilmiştir.
vs = 6 m/s
vd
37°
λ1
K1
K2
λ2
λ2 > λ1 olduğuna göre K2 kaynağının bulunduğu
leğendeki suyun derinliği daha fazladır. λ2 > λ1 ise
v2 > v1 olup yayılma hızları eşit değildir.
verilenlerle leğende oluşan atmaların genliği ile ilgili yorum yapılamaz.
Cevap A dır.
Şekilde gelme açısı i = 53°, kırılma açısı r = 37°
dir.
vd : derin ortamdaki hız
λd : derin ortamdaki dalga boyu
vs : sığ ortamdaki hız
λs : sığ ortamdaki dalga boyu
Snell bağıntısından;
md
vd
sin i
= v =
sin r
ms
s
v
0, 8
d
=
⇒ vd = 8 cm/s
0, 6
6
ms
vs
vd = m
d
6
3
=
⇒ λd = 4 cm bulunur.
8
md
Cevap C dir.
6
8.
Ünite 3
Dalgalar
11. fa = 8 s–1
L ortamı
N
n = 4 yarık
fd = n · fst
8 = 4 · fst
K ortamı
K ortamından gelen dalgalar L ortamına geçerken
normale yaklaşarak kırılmışlardır. Yani K ortamı
derin, L ortamı sığdır. Bir başka ifadeyle, hK > hL
ve vK > vL dir.
fst = 2 s–1
1
1
Tst =
s bulunur.
=
2
fst
12.
Cevap B dir.
derin
Ortam değişikliklerinde dalgaların frekansı değişmediğinden I. öncül yanlıştır.
X
Cevap A dır.
sğ
9. I numaralı ortamın dış kısmının kırılma indisi iç
kısmının kırılma indisinden büyük olduğundan bu
ortam kalın kenarlı mercek gibi davranır. Bu nedenle I numaralı mercek gelen dairesel atmaları doğrusal atmalara çeviremez.
II numaralı ortam ince kenarlı mercek gibi davranır.
Odağından gelen dairesel atmaları doğrusal atmalara dönüştürebilir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
X üretecinin ürettiği dalgalara göre leğenin derin ve
sığ kısımları şekildeki gibidir.
Y
Yalnız Y üreteci çalıştırılırsa doğrusal dalgaların
üstten görünüşü şekildeki gibi olur.
Cevap E dir.
III. numaralı ortamın dış kısmının kırılma indisi iç
kısmınınkinden büyük olduğundan karakter değiştirir ve ince kenarlı mercek gibi davranır. Bu ortam
13. gelen atmalar
da odağından gelen dairesel atmaları doğrusal
atmaya dönüştürür.
A
A
F
F
Cevap D dir.
10. K, L ve M bölgelerinin su derinlikleri farklı olduğundan dalga boyları bu ortamlarda farklı olur. Ancak
dalgaların her üç ortamdaki frekansı eşit olur.
yansıyan atmalar
Cevap B dir.
A noktası çukur engelin odak noktası ise bu noktadan gelen dairesel atmalar engelden doğrusal
biçimde yansır.
A noktası çukur engelin merkezi ise merkezden
gönderilen atmalar yansıdıktan sonra yine merkezde toplanırlar.
Soruda verilen II. şekil merkeze gelen atmaları, III.
şekil ise merkezden dağılan atmaları göstermektedir.
Cevap E dir.
7
SU DALGALARI
14.
derin
Test 3’ün Çözümleri
sığ
1.
O
α1
α2
Sığ ortamdan gelen doğrusal atmaların orta kısmı
derin bölgeye daha önce girer ve öne geçer.
Cevap C dir.
derin
α3
K
Derin az kırıcı ortam, sığ çok kırıcı ortamdır. Derin
ortamdan sığ ortama gönderilen su dalgalarının bir
kısmı yansırken bir kısmı da kırılarak geçer. Sığ
ortama geçen dalgaların dalga boyu ve hızı küçülür. Ayrılma yüzeyi şekildeki gibi olan durumlarda
geçen dalganın doğrultusu değişir.
Cevap C dir.
L
M
K ortamından L ortamına gelen atma normale yaklaşarak kırılmıştır. Aynı atma L ortamından M ortamına geçerken normalden uzaklaşmıştır. Normal
ile yapılan açılara dikkat edilirse α3 > α1 > α2 dir.
Sığ bölgelerde atma normale daha çok yaklaşır ve
bu bölgede normal ile yapılan açı küçülür. Buna
göre bölgelerin en sığdan en derine sıralanışı L, K
ve M biçimindedir.
Cevap C dir.
2. Dalga leğeninin orta kısmı derin, kenar kısmı sığdır. Bu nedenle K noktasında oluşturulan doğrusal
dalgalara üstten bakan bir gözlemci B deki deseni
görür.
16.
N
sığ
Nihat Bilgin Yayıncılık©
15.
N
Cevap B dir.
sığ
P
3.
R
derin
L
S
Önce atmanın PR kısmı sığ bölgeye girer ve şekildeki gibi kırılır.
Cevap D dir.
K
K ucundan L ucuna doğru dalga boyları küçülmüştür. Buna göre kaynaktan uzaklaştıkça suyun derinliği azalmaktadır.
Cevap C dir.
8
Ünite 3
Dalgalar
4.
7. Şekil I deki düzenekte kalın kenarlı mercek biçiminde bir engel vardır. Kalın kenarlı merceğin asal
eksenine paralel gelen ışınlar dağılarak kırılır. Bu
düzenekteki su dalgaları odaklanmaz.
P
L
K
K
P
45°
45°
45°
45
°
L
5.
Şekil II deki düzenekte merceğin dış kısmının kırılma indisi iç kısmının kırılma indisinden büyüktür.
Bu mercek ince kenarlı mercek gibi görev yapar.
Bu mercek su dalgalarını odaklayabilir.
Şekil III teki düzenekte verilen mercek kalın kenarlı mercek görevi yapar. Bu mercek de su dalgalarını odaklayamaz.
Cevap C dir.
Cevap B dir.
tepe
çukur
8. fd = 12 s–1
m
nin oluşması için 1 s gerektiğine göre λ nın
2
oluşması için 2 s gereklidir. Bu nedenle verilen dalganın periyodu 2 s dir.
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
λ
2
n = 4 yarık
fd = n · fst
12 = 4 · fst
fst = 3 bulunur.
9.
6. Dalgalar başlangıçta N doğrultusundan yayıldığına göre leğen yatay durumda olup su derinliği her
yerde aynıdır.
X
Y
L
M
Leğende oluşturulan doğrusal atmaların üst kısmı
birbirinden uzaklaşırken alt kısımları birbirine yaklaşmıştır. O hâlde suyun derinliği, leğenin KL kenarından MN kenarına doğru azalmaktadır.
Cevap A dır.
doğrusal dalga
kaynağı
R
K
N
Leğenin P ve R ayaklarına ince birer takoz konulduğunda leğenin üst kısmı sığ alt kısmı derin hâle
gelir.
P
Cevap C dir.
dalga söndürücü
Bu durumda dalgaların doğrultusu ve dalga boyu
şekildeki gibi değişir. Ancak frekans değişmez.
Cevap D dir.
10. Sığ kısımdan derin kısma geçildiğinde dalga boyu
büyür. Ayrıca ara kesiti geçen atmaların doğrultuları değişir.
Cevap E dir.
9
SU DALGALARI
11.
15. İlk durumda su dalgalarının frekansı fd = 12 Hz ,
dalga boyu λ ve stroboskobun frekansı fst = 2 Hz
olarak verilmiştir.
düzlemsel yanstc
3
1
L
bun devir sayısı
O
K
Atmanın O noktasını bir ışık ışını olarak düşünüp
engelden yansıttığımızda 3 numaralı çizgi bulunur.
Cevap C dir.
Duran dalga tepelerinden peş peşe gelen ikisi aram
sındaki uzaklık λ dan
e düşmesi için strobosko3
n
e düşürülmelidir.
3
n
·f
3 st
n
12 =
·2
3
n = 18 bulunur.
fd =
Cevap C dir.
fd = n · fst
fd = 6 · 2 = 12 s–1 bulunur.
1 atma 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.
Kaynağın frekansı ayarlanarak yarıkla dalga tepesinin gözün önünden aynı anda geçmesi sağlanabilir.
O hâlde dalganın frekansı 12 s–1 ve
12
= 3 s–1
4
12
= 6 s–1
2
12 · 2 = 24 s–1
16.
K
L
M
h1
h2
4d
olduğunda dalga tepeleri yine duruyormuş gibi
görünür. Ancak 16 s–1 olduğunda bu durum gerçekleşmez.
Cevap A dır.
14. Su dalgaları hem enine hem de boyuna dalga özelliğini içinde barındırır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
12. n = 6 yarıklı stroboskop 1 saniyede 2 devir yaptığına göre frekansı 2 s–1 dir. Dalgaların frekansı;
Cevap B dir.
λ=d
N
h3
2d
λ = 4d
λ = 2d
KL kısmında λ = d
LM kısmında λ = 4d
MN kısmında λ = 2d
olarak verilmiştir. Dalga boyunun büyük olduğu yerlerde su derinliği daha fazladır.
Bu nedenle h2 > h3 > h1 dir. Ortam değişikliklerinde frekans değişmez.
Cevap C dir.
10
Ünite 3
Dalgalar
17.1 ve 3. dalga tepeleri arasındaki uzaklık şekilde
gösterildiği gibi 2m dır.
m
1
Şekle göre;
2m = 20
2
3
m = 10 cm
bulunur. Bu durumda dalgaların periyodu;
m
T
10
20 =
T
T = 0,5 s bulunur.
v=
Yanıt B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
m