Mustafa ambalaj lastiğini şekildeki gibi parmaklarıyla gererek diğer eliyle lastiğin ortasına vurduğunda lastikten f frekanslı ses dalgaları yayılıyor.
Mustafa parmaklarını birbirinden biraz daha fazla uzaklaştırarak, lastiği daha fazla gerip diğer eliyle lastiğin ortasına vuruyor.
Buna göre ilk duruma göre lastikten çıkan ses dalgaları ile ilgili,
I. Yayılma hızı artar.
II. Frekansı artar.
III. Şiddeti artar.
durumlarından hangileri kesinlikle gözlenir?
A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) I ve III
E) II ve III
Gerilen Lastikten Çıkan Ses Dalgalarının Özellikleri
KULLANILAN TEMEL İLKELER:
- Dalgaların Yayılma Hızı (v): Dalganın ortamdaki hızı yalnızca yayıldığı ortama (hava sıcaklığı, ortamın yoğunluğu vb.) bağlıdır.
- Frekans (f): Titreşen bir telde veya lastikte gerilme kuvveti (F) arttıkça titreşim frekansı artar:
f \propto \sqrt{\frac{F}{\mu}}
(Burada F uygulanan germe kuvveti, \mu ise birim uzunluğun kütlesidir.)
- Ses Şiddeti (Genlik): Kaynağa aktarılan enerjiye (lastiğe ne kadar kuvvetle veya genlikle vurulduğuna) bağlıdır.
ÖNCÜL ANALİZİ:
-
I. Yayılma hızı artar: (Yanlış)
Oluşan ses dalgaları hava ortamında yayılmaktadır. Ortamın özellikleri (sıcaklık, basınç, gaz cinsi) değişmediği sürece ses dalgasının yayılma hızı (v) değişmez. -
II. Frekansı artar: (Kesinlikle Doğru)
Lastik daha fazla gerildiğinde lastikteki gerilme kuvveti (F) artar ve birim boyun kütlesi azalır. Bu durum lastiğin birim zamandaki titreşim sayısını (frekansını) artırır. Böylece çıkan ses daha ince (tiz) duyulur. -
III. Şiddeti artar: (Kesin Değil)
Sesin şiddeti (gürlüğü), lastiğe vurulurken aktarılan enerjiye ve lastiğin titreşim genliğine bağlıdır. Mustafa’nın lastiğe ikinci vuruşta ne kadar kuvvet uyguladığı belirtilmediği için şiddetin artıp artmadığı kesin olarak bilinemez.
Sonuç ve Doğrulama:
Havanın özellikleri değişmediği için hız sabit kalır; vuruş şiddeti bilinmediği için genlik kesin değildir. Ancak lastik gerildiği için frekansın artması kesin bir durumdur.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: B — Yalnız II
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
TEMEL KAVRAMLAR:
- Hız — Ortam İlişkisi: Dalga hızı sadece ve sadece ortama bağlıdır. Kaynağın frekansı veya genliği hızı etkilemez.
- Frekans — Kaynak İlişkisi: Dalganın frekansı yalnızca kaynağa bağlıdır. Ortam değiştiren dalganın frekansı değişmez.
SIK YAPILAN HATALAR:
Hatalı Yaklaşım: Lastik daha gergin olduğu için ses havada daha hızlı yayılır diye düşünmek.- Doğru Yaklaşım: Lastiğin gerginliği sesin frekansını (tizliğini) etkiler; sesin havadaki yayılma hızını ise yalnızca hava koşulları belirler.
Bu konuyu daha iyi pekiştirmek adına ses dalgalarında yükseklik (frekans) ile şiddet (genlik) kavramlarının farkını gösteren bir soru daha inceleyelim mi?