אורח מצב צפייה מבחן: פיזיקה - גלים מכניים, צליל, אינטרפרנציה

"רכשתי קורס בסטטיסטיקה אחרי המלצות רבות ועכשיו אני מבין את הביקורות הטובות.... הקורס מאוד ידידותי עם חזרה על החומר והסברים מאוד איכותיים."

פיזיקה - גלים מכניים, צליל, אינטרפרנציה

מבחן פיזיקה גלים מכניים וצליל - 50 שאלות: גלים אורכיים/רוחביים, פרמטרים, אינטרפרנציה, גלים עומדים, דופלר, סונאר. אקוסטיקה.

חלק א: מבוא לגלים (1-12) ✅ הגדרה, סוגים (אורכי/רוחבי, מכני/EM) פרמטרים: A, λ, f, T, v v=λf, v=√(T/μ) תרגיל, סופרפוזיציה אינטרפרנציה, החזרה גלים עומדים, סיכום חלק ב: צליל (13-25) ✅ צליל = גל אורכי, v≈343 m/s גובה (f), עוצמה (A, dB), טמבר הד, תרגיל, ביטים אולטרסאונד, אינפרסאונד גלים עומדים בצינורות תהודה, סיכום חלק ג: אפקט דופלר (26-37) ✅ דופלר: f''=f(v±vo)/(v∓vs) תרגיל, מכ"מ, דופלר באור גלי הלם, תהודה בחדר הפרש דרך, עקיפה דופלר רפואי, תרגיל סיכום חלק ד: יישומים וסיכום (38-50) ✅ אוזניות מבטלות רעש סונאר ביולוגי רעידות אדמה P/S מבנה הארץ פיזיקת גיטרה אקוסטיקה באולמות תרגיל מקיף נוסחאות, טעויות מפה, קשרים, טכנולוגיה סיכום סופי ענק

בדיקה מיידית הסברים מלאים חינם לחלוטין מותאם לנייד

מספר שאלות: 50

ניקוד כולל: 100 נק'

שאלה 1

2.00 נק'

🌊 מהו גל?

מה ההגדרה?

תנועה של חלקיקים

כוח

הפרעה שמתפשטת במרחב ומעבירה אנרגיה ללא העברת חומר

זרימת מים

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

מהו גל? 🌊

🌊 הגדרת גל:

הפרעה שמתפשטת במרחב
ומעבירה אנרגיה
ללא העברת חומר

🔍 מרכיבי ההגדרה:

1️⃣ הפרעה:

שינוי זמני במצב
• גובה מים
• צפיפות אוויר
• מתח חבל
• שדה חשמלי/מגנטי

2️⃣ מתפשטת במרחב:

ההפרעה נעה ממקום למקום
במהירות מסוימת (v)

3️⃣ מעבירה אנרגיה:

הגל נושא אנרגיה
מנקודה לנקודה

אבל!

4️⃣ ללא העברת חומר:

חשוב מאוד!

החלקיקים לא נעים עם הגל
רק מתנדndים במקום

הגל עובר, החומר נשאר

💡 דוגמאות:

• גל במים: מים לא זורמים קדימה
• גל בחבל: החבל לא נע
• צליל: אוויר לא זורם
• אור: אין חומר בכלל!

⚡ אנרגיה:

הגל מוביל:
• אנרגיה קינטית (תנועה)
• אנרגיה פוטנציאלית (עיוות)

שאלה 2

2.00 נק'

📊 סוגי גלים:

מה ההבדל בין גל אורכי לרוחבי?

רק מהירות

אין הבדל

אורכי: תנודה בכיוון התפשטות | רוחבי: תנודה ניצבת

רק צבע

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

סוגי גלים! 📊

🌊 שני סוגים עיקריים:

📊 השוואה:

	גל אורכי	גל רוחבי
כיוון תנודה	מקביל להתפשטות ←→	ניצב להתפשטות ↕
דוגמאות	• צליל באוויר • דחיסה בקפיץ • גלי רעידת אדמה P	• גל בחבל • גל במים • אור • גלי רעידת אדמה S
תיאור	דחיסות והתרחבויות	פסגות ושפלים
מדיום	מוצק, נוזל, גז	בעיקר מוצק (נוזל - רק על פני השטח)

🎵 גל אורכי (Longitudinal):

החלקיקים נעים
קדימה-אחורה
בכיוון התפשטות הגל

צליל:
מולקולות אוויר
מתקרבות ומתרחקות
יוצרות דחיסות והתרחבויות

🌊 גל רוחבי (Transverse):

החלקיקים נעים
מעלה-מטה (או צדדים)
ניצב לכיוון התפשטות הגל

חבל:
החבל עולה ויורד
אבל הגל עובר לצד

⚠️ חשוב:

אור = גל רוחבי
אבל לא צריך מדיום!
(גל אלקטרומגנטי)

שאלה 3

2.00 נק'

📏 פרמטרי גל:

מהם הגדלים המאפיינים גל?

רק צבע

A (אמפליטודה), λ (אורך גל), f (תדר), T (מחזור), v (מהירות)

רק מהירות

אין פרמטרים

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

פרמטרי גל! 📏

🌊 5 פרמטרים מרכזיים:

1️⃣ אמפליטודה (A):

הסטייה המקסימלית
מעמדת שיווי המשקל

יחידות: מטר (m)

משמעות:
• גובה הגל
• עוצמת ההפרעה
• קשור לאנרגיה: E ∝ A²

2️⃣ אורך גל (λ):

המרחק בין שתי נקודות
בשלב זהה
(פסגה לפסגה, שפל לשפל)

יחידות: מטר (m)

משמעות:
• "אורך" מחזור אחד במרחב
• קובע צבע (באור)
• קובע גובה צליל

3️⃣ תדר (f):

מספר מחזורים לשנייה

יחידות: הרץ (Hz) = 1/s

משמעות:
• כמה פעמים הגל "מכה"
• קובע גובה צליל
• קובע צבע אור

4️⃣ מחזור/תקופה (T):

הזמן למחזור אחד

יחידות: שניות (s)

קשר לתדר:
T = 1/f

5️⃣ מהירות (v):

מהירות התפשטות הגל

יחידות: m/s

הקשר המרכזי:

v = λ·f

או:
v = λ/T

⚡ דוגמה מספרית:

גל במים:
A = 10 cm
λ = 2 m
f = 0.5 Hz
T = 1/f = 2 s
v = λf = 2×0.5 = 1 m/s

שאלה 4

2.00 נק'

⚡ נוסחת הגל:

למה v = λ·f?

v = λ + f

v = λ - f

אין קשר

מהירות = אורך × תדר, מרחק למחזור × מחזורים לשנייה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

v = λf! ⚡

הנוסחה המרכזית:

v = λ·f

או:

v = λ/T

🔍 למה זה נכון?

הבנה אינטואיטיבית:

מהירות =
מרחק / זמן

בזמן של מחזור אחד (T):
הגל עובר מרחק של λ

אז:
v = λ/T

אבל T = 1/f

לכן:
v = λ/(1/f) = λ·f ✓

הבנה אחרת:

בשנייה אחת:

• יש f מחזורים
• כל מחזור "אורכו" λ
• סה"כ מרחק: f×λ

מרחק לשנייה = מהירות!

v = f·λ ✓

💡 דוגמאות:

דוגמה 1:

גל צליל:
λ = 0.5 m
f = 680 Hz

v = 0.5 × 680
v = 340 m/s ✓
(מהירות הצליל באוויר!)

דוגמה 2:

גל אור:
λ = 500 nm = 5×10⁻⁷ m
f = 6×10¹⁴ Hz

v = 5×10⁻⁷ × 6×10¹⁴
v = 3×10⁸ m/s ✓
(מהירות האור!)

⚠️ חשוב:

v תלוי במדיום
λ ו-f תלויים במקור

כש-v משתנה → λ משתנה
(f קבוע!)

שאלה 5

2.00 נק'

🎸 גל בחבל:

ממה תלויה מהירות הגל?

v = √(T/μ), מתח חלקי צפיפות ליניארית

v = קבוע

v = μ

v = T

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

גל בחבל! 🎸

מהירות גל בחבל:

v = √(T/μ)

🔍 הפרמטרים:

T - מתח (Tension):

הכוח המותח את החבל

יחידות: ניוטון (N)

משפיע:
T גדול → v גדול
חבל מתוח → גל מהיר

μ - צפיפות ליניארית:

מסה ליחידת אורך

μ = m/L

יחידות: kg/m

משפיע:
μ גדול → v קטן
חבל כבד → גל איטי

💡 אינטואיציה:

• מתח גדול:
כוח מחזיר מהר → v גדול

• מסה גדולה:
אינרציה גדולה → v קטן

היחס T/μ הגיוני!

דוגמה מספרית:

חבל:
m = 0.1 kg
L = 2 m
→ μ = 0.1/2 = 0.05 kg/m

מתח: T = 20 N

v = √(20/0.05)
v = √400

v = 20 m/s

🎸 כלי נגינה:

גיטרה:
• מיתר דק (μ קטן) → צליל גבוה
• מיתר עבה (μ גדול) → צליל נמוך
• מתח גבוה → גבוה יותר

כוונון = שינוי T!

שאלה 6

2.00 נק'

🧮 תרגיל:

גל: f=50Hz, λ=4m

מה v?

v = 12.5 m/s

v = 4 m/s

v = 50 m/s

v = 200 m/s

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

תרגיל בסיסי! 🧮

📐 פתרון:

נתונים:
f = 50 Hz
λ = 4 m

הנוסחה:

v = λ·f

v = 4 × 50

v = 200 m/s

💡 הבנה:

בכל שנייה:
• 50 מחזורים עוברים
• כל מחזור אורכו 4m
• סה"כ: 50×4 = 200m

→ מהירות = 200 m/s

פשוט!

שאלה 7

2.00 נק'

⚡ סוגי גלים:

מה ההבדל בין גלים מכניים לאלקטרומגנטיים?

מכני צריך מדיום | אלקטרומגנטי לא צריך (חלל ריק)

אין הבדל

רק מהירות

רק צבע

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

שני סוגים! ⚡

📊 השוואה:

	גלים מכניים	גלים אלקטרומגנטיים
מדיום	נדרש! חומר מוצק/נוזל/גז	לא נדרש! יכול בחלל ריק
מהירות	תלויה במדיום בדרך כלל קטנה (מאות m/s)	c = 3×10⁸ m/s (בוואקום)
דוגמאות	• צליל • גלי מים • גלי רעידת אדמה • גלים בחבל	• אור • רדיו • מיקרוגל • רנטגן • גמא
מה מתנדנד	החלקיקים במדיום	שדות חשמליים ומגנטיים

🌊 גלים מכניים:

צריכים מדיום!

• אוויר לצליל
• מים לגלי ים
• אדמה לרעידות

ללא מדיום → אין גל

לכן:
אין צליל בחלל!

💡 גלים אלקטרומגנטיים:

לא צריכים מדיום!

שדה חשמלי משתנה
יוצר שדה מגנטי
שיוצר שדה חשמלי...

ממשיכים לנצח!

לכן:
אור מגיע מהשמש דרך חלל!

⭐ כולם:

• נושאים אנרגיה
• v = λf
• מתאפיינים ב-A, λ, f
• יכולים להתאבך, להחזיר

שאלה 8

2.00 נק'

➕ סופרפוזיציה:

מה קורה כששני גלים נפגשים?

מתווספים: y_total = y₁ + y₂, אחרי זה ממשיכים כרגיל

עוצרים

מתמזגים

מתנגשים ונהרסים

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

עקרון הסופרפוזיציה! ➕

עקרון הסופרפוזיציה:

y_total = y₁ + y₂

הסטייה הכוללת =
סכום הסטיות

🔍 מה קורה?

כשגלים נפגשים:

1️⃣ בנקודת המפגש:
הסטיות מתווספות אלגברית

2️⃣ אחרי המפגש:
הגלים ממשיכים
כאילו שום דבר לא קרה!

אין "התנגשות" אמיתית

💡 דוגמאות:

חיבור בונה:

שני גלים באותו כיוון:
y₁ = +2 cm
y₂ = +3 cm

y_total = 2 + 3 = +5 cm

אמפליטודה גדולה יותר!
גל חזק יותר

חיבור הורס:

גלים בכיוונים הפוכים:
y₁ = +2 cm
y₂ = -2 cm

y_total = 2 + (-2) = 0

מתבטלים!
רגע של שקט

חיבור חלקי:

y₁ = +3 cm
y₂ = -1 cm

y_total = 3 + (-1) = +2 cm

הפרש

⚠️ חשוב:

• הגלים לא נפגעים
• אחרי המפגש נפרדים
• ממשיכים כרגיל
• זה לא כמו כדורים!

שאלה 9

2.00 נק'

🎭 אינטרפרנציה:

מה ההבדל בין בונה להורסת?

רק צבע

בונה: גלים מחזקים | הורסת: גלים מבטלים

רק תדר

אין הבדל

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

אינטרפרנציה! 🎭

🎭 אינטרפרנציה:

תוצאת הסופרפוזיציה
של גלים

📊 שני סוגים:

✅ אינטרפרנציה בונה:

תנאי:
גלים בשלב זהה
(פסגה+פסגה או שפל+שפל)

תוצאה:
A_total = A₁ + A₂

התחזקות!

הפרש מסלול:
Δx = nλ
(n = 0, 1, 2, 3...)

מכפלה שלמה של λ

❌ אינטרפרנציה הורסת:

תנאי:
גלים בשלבים הפוכים
(פסגה+שפל)

תוצאה:
A_total = |A₁ - A₂|

אם A₁=A₂ → ביטול מלא!

הפרש מסלול:
Δx = (n+½)λ
(n = 0, 1, 2, 3...)

מכפלה של חצי λ

💡 דוגמה:

שני רמקולים:
f = 170 Hz
v = 340 m/s
λ = v/f = 2 m

נקודה במרחקים:
d₁ = 10 m
d₂ = 12 m

הפרש: Δx = 2 m = 1λ

→ אינטרפרנציה בונה!
→ צליל חזק

אם Δx = 1 m = 0.5λ
→ אינטרפרנציה הורסת
→ שקט!

🎵 שימושים:

• אקוסטיקה בבניינים
• ביטול רעש
• אוזניות מבטלות רעש

שאלה 10

2.00 נק'

↩️ החזרה:

מה קורה כשגל פוגש גבול?

נעלם

הכל עובר

הכל נבלע

חלק מוחזר, חלק עובר (משודר), תלוי במדיומים

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

החזרה! ↩️

🔍 מה קורה בגבול?

גל פוגש גבול:

חלק מהאנרגיה:
• מוחזר (reflection)
• משודר (transmission)
• נבלע (absorption)

התפלגות תלויה במדיומים!

💡 סוגי החזרה:

1️⃣ קצה קבוע (קשיח):

חבל קשור לקיר

גל מוחזר הפוך!
(פסגה → שפל)

הפרש פאזה: 180°

2️⃣ קצה חופשי (רופף):

חבל חופשי לנוע

גל מוחזר זהה!
(פסגה → פסגה)

אין שינוי פאזה

3️⃣ מעבר בין מדיומים:

חבל קל → חבל כבד

חלק מוחזר הפוך
חלק עובר הלאה

v משתנה, f קבוע
→ λ משתנה!

🔊 צליל:

הד = החזרת צליל

פוגע בקיר → חוזר

שומעים פעמיים!

שאלה 11

2.00 נק'

🎸 גלים עומדים:

מה זה?

אין דבר כזה

גל שלא זז

תוצאת אינטרפרנציה של גל והחזרתו, נקודות נייחות ונקודות מקסימליות

גל איטי

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

גלים עומדים! 🎸

גל עומד:

דפוס של גל
שנראה כאילו הוא עומד במקום

נוצר מאינטרפרנציה
של גל והחזרתו

🔍 איך נוצר?

התהליך:

1️⃣ גל נע ימינה →

2️⃣ פוגע בקיר ומוחזר ←

3️⃣ גל הלוך והחזור מתאבכים

4️⃣ אינטרפרנציה קבועה!

→ דפוס עומד

💡 מאפיינים:

צמתים (Nodes):

נקודות שתמיד במנוחה
A = 0

אינטרפרנציה הורסת מלאה

מרחק בין צמתים: λ/2

בטנים (Antinodes):

נקודות עם תנודה מקסימלית
A = מקסימום

אינטרפרנציה בונה מלאה

מרחק בין בטנים: λ/2
מרחק צומת-בטן: λ/4

🎸 חבל מתוח:

שני קצוות קבועים:

L = n·(λ/2)

n = 1, 2, 3...

אורך = מכפלה שלמה
של חצאי אורך גל

תדרים מותרים:
f_n = n·(v/(2L))

f₁ = v/(2L) - יסוד
f₂ = 2f₁ - הרמוני 2
f₃ = 3f₁ - הרמוני 3

שאלה 12

2.00 נק'

📚 סיכום מבוא:

מה הנקודות המרכזיות?

גל=הפרעה, v=λf, סופרפוזיציה, אינטרפרנציה, גלים עומדים

רק אחת

יותר מדי

אין נקודות

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

סיכום חלק א! 📚

🌊 סיכום מבוא לגלים:

✅ מה למדנו:

• הגדרה: הפרעה שמתפשטת
מעבירה אנרגיה ללא חומר

• סוגים: אורכי vs רוחבי
מכני vs אלקטרומגנטי

• פרמטרים: A, λ, f, T, v

• הנוסחה: v = λf

• גל בחבל: v = √(T/μ)

• סופרפוזיציה: y = y₁ + y₂

• אינטרפרנציה: בונה/הורסת

• החזרה: קצה קבוע/חופשי

• גלים עומדים: צמתים ובטנים

שאלה 13

2.00 נק'

🔊 צליל:

מהו?

גל אורכי של דחיסות והתרחבויות באוויר (או מדיום אחר)

גל אלקטרומגנטי

גל רוחבי

רק מוזיקה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

מהו צליל? 🔊

🔊 צליל:

גל אורכי מכני
של דחיסות והתרחבויות
במדיום

🔍 איך נוצר?

התהליך:

1️⃣ מקור רועד
(קול, מיתר, רמקול)

2️⃣ דוחף מולקולות אוויר
→ דחיסה

3️⃣ משוך חזרה
→ התרחבות

4️⃣ תהליך חוזר

→ גל של צפיפות!

💡 מאפיינים:

• גל אורכי:
מולקולות נעות קדימה-אחורה
בכיוון התפשטות הגל

• גל מכני:
צריך מדיום!
אין צליל בחלל ריק

• מדיומים:
אוויר, מים, מוצקים
לא וואקום

תדר אנושי:

20 Hz - 20,000 Hz

מתחת: אינפרא-סוניק
מעל: אולטרה-סוניק

כלבים שומעים עד 45 kHz
עטלפים עד 100 kHz!

🎵 מוזיקה vs רעש:

מוזיקה:
תדרים קבועים, מוגדרים
גלים תקופתיים

רעש:
תדרים אקראיים
גלים לא תקופתיים

שאלה 14

2.00 נק'

⚡ מהירות צליל:

מה v באוויר?

v = 3×10⁸ m/s

v = 10 m/s

v ≈ 343 m/s (20°C), תלוי בטמפרטורה ובמדיום

v = 1000 m/s

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

מהירות צליל! ⚡

מהירות צליל:

v ≈ 343 m/s

באוויר ב-20°C

📊 במדיומים שונים:

מדיום	v (m/s)
אוויר (0°C)	331
אוויר (20°C)	343
מים (20°C)	1482
פלדה	5960
אלומיניום	6420
וואקום	0 (אין צליל!)

💡 מגמות:

מוצק > נוזל > גז

למה?

מולקולות קרובות יותר
→ כוחות חזקים יותר
→ מהירות גבוהה יותר

תלות בטמפרטורה:

v ≈ 331 + 0.6T

T בצלזיוס

חם יותר → מהיר יותר

20°C: v = 331 + 12 = 343 m/s

⚠️ חשוב:

• v לא תלוי בתדר!
• כל התדרים באותה מהירות
• זו תכונה של המדיום

השוואה לאור:
אור: 3×10⁸ m/s
צליל: 343 m/s

אור כמעט מיליון פעמים מהר יותר!

שאלה 15

2.00 נק'

🎵 גובה צליל:

ממה זה תלוי?

תדר (f): תדר גבוה = צליל גבוה, תדר נמוך = צליל נמוך

צבע

מהירות

עוצמה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

גובה צליל! 🎵

גובה צליל (Pitch):

תלוי בתדר!

f גבוה → צליל גבוה
f נמוך → צליל נמוך

🎵 דוגמאות:

צליל	תדר (Hz)
דו תיכון (C4)	262
לה (A4)	440
דו גבוה (C5)	523
קול גברי נמוך	85-180
קול נשי גבוה	165-255

🎸 כלי נגינה:

איך משנים גובה?

• מיתר קצר יותר → f גבוה
• מיתר דק יותר → f גבוה
• מתח גבוה יותר → f גבוה

נוסחה:
f = (1/2L)√(T/μ)

L = אורך מיתר
T = מתח
μ = צפיפות

🎺 כלי נשיפה:

אורך עמוד אוויר
קובע את התדר

• חלילית קצרה → גבוה
• סקסופון ארוך → נמוך

f = v/(2L) או v/(4L)
(תלוי בקצוות)

💡 אוקטבה:

הכפלת תדר = אוקטבה

דו₁: 262 Hz
דו₂: 524 Hz

פי 2 בתדר
= צליל "זהה" אבל גבוה יותר

שאלה 16

2.00 נק'

📢 עוצמת צליל:

ממה זה תלוי?

צבע

מהירות

אמפליטודה (A): A גדול = חזק, A קטן = חלש | יחידות: dB

תדר

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

עוצמת צליל! 📢

עוצמת צליל (Loudness):

תלוי באמפליטודה!

A גדול → חזק
A קטן → חלש

📊 עוצמה ואנרגיה:

הקשר לאנרגיה:

I ∝ A²

I = עוצמה (Intensity)
אנרגיה לשטח לזמן

יחידות: W/m²

הכפלת A פי 2
→ הכפלת I פי 4!

🔊 דציבל (dB):

יחידת מדידה לוגריתמית

נוסחה:

L = 10·log₁₀(I/I₀)

I₀ = 10⁻¹² W/m²
(סף שמיעה)

למה לוגריתמי?

טווח עצום של עוצמות!
מסף שמיעה לכאב:
פקטור של 10¹² !

בדציבל: 0-120 dB
נוח יותר

📊 סקלת דציבל:

מקור	dB
סף שמיעה	0
לחישה	20-30
שיחה רגילה	60
תנועה עמוסה	80
מכסחת דשא	90
קונצרט רוק	110
סף כאב	120
מטוס ממריא	140

⚠️ סכנה:

מעל 85 dB לזמן ארוך
→ נזק לשמיעה!

מעל 120 dB
→ כאב וסכנה מיידית

שאלה 17

2.00 נק'

🎨 טמבר:

מה זה?

צבע אמיתי

רק עוצמה

רק תדר

צבע הצליל, תלוי בהרמוניות - מבדיל גיטרה מפסנתר

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

טמבר! 🎨

טמבר (Timbre):

"צבע" הצליל

מה שגורם לכלי שונים
לצלול אחרת
באותו תו

🔍 מה קובע?

הרמוניות (Harmonics):

כל צליל = סכום של תדרים!

• תדר יסוד (f₁)
התדר הנמוך ביותר

• הרמוניות
f₂ = 2f₁
f₃ = 3f₁
f₄ = 4f₁
...

היחס בין העוצמות
של ההרמוניות השונות
→ קובע את הטמבר!

🎸 דוגמה:

דו תיכון (262 Hz)

גיטרה:

• f₁ = 262 Hz (חזק)
• f₂ = 524 Hz (בינוני)
• f₃ = 786 Hz (חלש)
• הרמוניות גבוהות חזקות

→ צליל "בהיר"

פלוטה:

• f₁ = 262 Hz (מאוד חזק)
• f₂ = 524 Hz (חלש מאוד)
• הרמוניות גבוהות כמעט אפס

→ צליל "עגול", "רך"

💡 למה חשוב?

זה מה שמאפשר לנו
להבדיל בין כלי נגינה!

אותו תו בגובה ועוצמה
אבל צליל שונה לגמרי

שאלה 18

2.00 נק'

↩️ הד:

מה זה?

צליל חדש

החזרת צליל, שומעים שוב אחרי זמן (≥0.1s)

מוזיקה

שקט

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

הד! ↩️

הד (Echo):

החזרת צליל מפני משטח

שומעים את הצליל המקורי
ואז את ההחזרה

🔍 תנאי להד:

מרחק מינימלי:

האוזן מבחינה בין שני צלילים
אם הפרש הזמן ≥ 0.1 s

צליל הולך וחוזר:
מרחק כפול = 2d

זמן: t = 2d/v

t ≥ 0.1 s
2d/343 ≥ 0.1
2d ≥ 34.3

d ≥ 17 m

צריך להיות לפחות 17 מטר
מהקיר!

💡 חישוב מרחק:

דוגמה:

צועקים ליד הר
שומעים הד אחרי 2 s

v = 343 m/s

מרחק הלוך-חזור:
2d = v·t = 343×2 = 686 m

מרחק להר:
d = 343 m

🦇 שימושים:

• עטלפים וסונאר:
שולחים אולטרא-סוניק
מודדים זמן החזרה
→ מחשבים מרחק

• מדידת עומק ים

• הריון - אולטרסאונד

• מכ"מ (רדאר)

שאלה 19

2.00 נק'

🧮 תרגיל הד:

צועקים ושומעים הד אחרי 4s
v=340 m/s

מה המרחק לקיר?

d = 340 m

d = 170 m

d = 1360 m

d = 680 m

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

תרגיל הד! 🧮

📐 פתרון:

נתונים:
t = 4 s
v = 340 m/s

שלב 1: מרחק כולל

הצליל הלך וחזר

מרחק הלוך-חזור:
2d = v·t
2d = 340 × 4
2d = 1360 m

שלב 2: מרחק לקיר

d = 1360/2

d = 680 m

💡 זכור:

הצליל הולך לקיר
וחוזר!

לכן צריך לחלק ב-2

שאלה 20

2.00 נק'

🎵 ביטים:

מה זה?

שקט

רעש

שני צלילים בתדרים קרובים → תנודות עוצמה, f_beat = |f₁-f₂|

מוזיקה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

ביטים (Beats)! 🎵

ביטים (Beats):

תנודות בעוצמת הצליל
כששני צלילים בתדרים קרובים
מנוגנים יחד

🔍 איך זה קורה?

אינטרפרנציה:

שני גלים:
f₁ = 440 Hz
f₂ = 443 Hz

לפעמים בשלב זהה
→ אינטרפרנציה בונה
→ חזק

לפעמים בשלבים הפוכים
→ אינטרפרנציה הורסת
→ חלש

התוצאה:
חזק-חלש-חזק-חלש...

תדר הביטים:

f_beat = |f₁ - f₂|

דוגמה:
f₁ = 440 Hz
f₂ = 443 Hz

f_beat = |440 - 443| = 3 Hz

→ 3 "פעימות" לשנייה
→ חזק-חלש-חזק (3 פעמים בשנייה)

🎸 שימוש לכוונון:

מנגנים פתקה ידועה (440 Hz)
ומיתר שרוצים לכוון

שומעים ביטים?
→ המיתר לא מכוונן!

מכווננים עד שהביטים
נעלמים
→ תדרים זהים!

דוגמה:

שומעים 5 ביטים לשנייה

פתקה: 440 Hz

המיתר יכול להיות:
• 445 Hz (גבוה מדי)
• 435 Hz (נמוך מדי)

צריך לנסות!

⚠️ הערה:

ביטים נשמעים רק
כשהתדרים קרובים מאוד
(הפרש קטן מ-10 Hz בערך)

הפרש גדול → פשוט שני צלילים

שאלה 21

2.00 נק'

🔬 אולטרסאונד:

מה זה?

צליל חזק

צליל נמוך

צליל מעל 20 kHz, לא נשמע לאדם, שימושים רפואיים

אין דבר כזה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

אולטרסאונד! 🔬

אולטרסאונד:

גלי צליל מעל 20,000 Hz

מעל תחום השמיעה האנושי

📊 סקלת תדרים:

סוג	תדר
אינפרא-סוניק	< 20 Hz
שמיעה אנושית	20 Hz - 20 kHz
אולטרסאונד	> 20 kHz

💡 שימושים:

🏥 רפואה:

• אולטרסאונד הריון
תדר: 2-10 MHz
רואים את העובר

• הדמיה רפואית
לב, כליות, כבד

• פיצוץ אבני כליה
(Lithotripsy)

• ניקוי שיניים

🏭 תעשייה:

• ניקוי מדויק
תכשיטים, שעונים

• בדיקות לא הרסניות
סדקים בחומרים

• מדידת מרחק
חיישנים

🦇 בטבע:

• עטלפים
עד 100 kHz
אקולוקציה

• דולפינים
עד 150 kHz
ניווט ותקשורת

• כלבים
שומעים עד 45 kHz
(משרוקית לכלבים!)

⚡ יתרונות:

• תדר גבוה → λ קטן
→ רזולוציה טובה

• בטוח (לא קרינה מייננת)

• לא פולשני

שאלה 22

2.00 נק'

🌍 אינפרסאונד:

מה זה?

צליל מתחת ל-20 Hz, לא נשמע, רעידות אדמה ופילים

אין דבר כזה

צליל חזק

צליל גבוה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

אינפרסאונד! 🌍

אינפרסאונד:

גלי צליל מתחת ל-20 Hz

מתחת לתחום השמיעה האנושי

💡 מקורות טבעיים:

🌍 גיאולוגיים:

• רעידות אדמה
תדרים נמוכים מאוד

• התפרצויות געשיות

• מפולות

• גלים באוקיינוס

🌪️ אטמוספריים:

• רוח חזקה

• סופות רעמים

• סופות ציקלון

🐘 בעלי חיים:

• פילים
תקשורת ב-14-24 Hz
נשמע למרחק קילומטרים!

• לווייתנים
עד 10 Hz

• ג'ירפות

📡 שימושים:

• גילוי רעידות אדמה
לפני שבני אדם מרגישים

• מעקב אחר התפרצויות געשיות

• מעקב אחר ניסויים גרעיניים

• מחקר אטמוספירה

⚠️ השפעות:

אף שלא נשמע
אינפרסאונד חזק יכול:

• לגרום לאי נוחות
• חרדה
• בחילה
• רעידות בגוף

שאלה 23

2.00 נק'

🎺 גלים עומדים בצינור:

מה התדרים המותרים?

אין תדרים

רק אחד

כל תדר

תלוי בסוג קצוות: שני פתוחים/סגורים: f=nv/(2L) | אחד: f=nv/(4L)

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

גלים עומדים בצינור! 🎺

🎺 3 מקרים:

1️⃣ שני קצוות פתוחים:

(חלילית, חליל)

תנאי:
בטן בכל קצה

L = n·(λ/2)
n = 1, 2, 3...

תדרים:

f_n = n·v/(2L)

f₁ = v/(2L) - יסוד
f₂ = 2f₁
f₃ = 3f₁

כל ההרמוניות!

2️⃣ שני קצוות סגורים:

(איכותית נדיר)

תנאי:
צומת בכל קצה

L = n·(λ/2)
n = 1, 2, 3...

תדרים:

f_n = n·v/(2L)

זהה למקרה 1!

3️⃣ קצה אחד סגור:

(בקבוק, קלרינט)

תנאי:
צומת בסגור, בטן בפתוח

L = n·(λ/4)
n = 1, 3, 5, 7...
(רק אי-זוגי!)

תדרים:

f_n = n·v/(4L)

f₁ = v/(4L) - יסוד
f₃ = 3f₁
f₅ = 5f₁

רק הרמוניות אי-זוגיות!

💡 דוגמה:

צינור L=0.5m פתוח משני הצדדים
v=340 m/s

f₁ = 340/(2×0.5) = 340 Hz
f₂ = 680 Hz
f₃ = 1020 Hz

אם סגור בצד אחד:
f₁ = 340/(4×0.5) = 170 Hz
f₃ = 510 Hz
f₅ = 850 Hz

שאלה 24

2.00 נק'

📳 תהודה:

מה זה?

רעש

צליל רגיל

התחזקות עצומה כשתדר חיצוני = תדר טבעי של המערכת

שקט

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

תהודה! 📳

תהודה (Resonance):

התחזקות עצומה
כאשר מערכת מאולצת
בתדר הטבעי שלה

🔍 מה קורה?

תנאי לתהודה:

f_external = f_natural

התדר החיצוני (כפייה)
שווה לתדר הטבעי (עצמי)

→ אמפליטודה גדלה מאוד!
→ התחזקות אדירה!

💡 דוגמאות:

🎸 גיטרה:

מנגנים על מיתר
גוף הגיטרה מהדהד
→ צליל מתחזק

בלי הגוף: חלש מאוד
עם הגוף: חזק!

🍷 שבירת כוס:

זמרת שרה בתדר
המדויק של הכוס

הכוס מהדהדת
אמפליטודה גדלה
→ נשברת!

🌉 גשר טקומה:

גשר מפורסם שקרס ב-1940

רוח יצרה תנודות
בתדר הטבעי
→ תהודה
→ אמפליטודה ענקית
→ קריסה!

⚠️ סכנה:

תהודה יכולה להיות מסוכנת!

• גשרים
• מבנים
• מטוסים
• מכונות

צריך להימנע מתדרי תהודה
בעיצוב מכני!

שאלה 25

2.00 נק'

📚 סיכום צליל:

מה הנקודות המרכזיות?

רק אחת

יותר מדי

גל אורכי, v≈343 m/s, גובה=תדר, עוצמה=אמפליטודה, טמבר=הרמוניות

אין נקודות

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

סיכום צליל! 📚

🔊 סיכום צליל:

✅ מה למדנו:

• הגדרה: גל אורכי מכני
דחיסות והתרחבויות

• מהירות: v≈343 m/s (אוויר)
תלוי במדיום וטמפרטורה

• גובה: תלוי בתדר
f גבוה → צליל גבוה

• עוצמה: תלוי באמפליטודה
A גדול → חזק (dB)

• טמבר: צבע הצליל
תלוי בהרמוניות

• הד: החזרה, d≥17m

• ביטים: f_beat=|f₁-f₂|

• אולטרסאונד: >20kHz
• אינפרסאונד: <20Hz

• גלים עומדים: בצינורות
• תהודה: התחזקות

שאלה 26

2.00 נק'

🚗 אפקט דופלר:

מה זה?

שינוי מהירות

שינוי תדר בגלל תנועה יחסית בין מקור לצופה

שינוי עוצמה

אין שינוי

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

אפקט דופלר! 🚗

אפקט דופלר:

שינוי בתדר הנצפה
בגלל תנועה יחסית
בין מקור לצופה

🔍 איך זה קורה?

מקור מתקרב:

גלי הצליל "נדחסים"

λ קטן יותר
→ f גבוה יותר

צליל גבוה יותר! ↗️

דוגמה:
אמבולנס מתקרב
→ צליל גבוה

מקור מתרחק:

גלי הצליל "נמתחים"

λ גדול יותר
→ f נמוך יותר

צליל נמוך יותר! ↘️

דוגמה:
אמבולנס מתרחק
→ צליל נמוך

💡 החוויה:

אמבולנס עובר:

🚑→ וויייייי (גבוה)
→🚑 וואאאאא (נמוך)

השינוי קורה
ברגע המעבר!

⚠️ חשוב:

• התדר האמיתי לא משתנה!
• רק מה שהצופה שומע
• תלוי במהירות היחסית
• קורה גם באור! (היסט לאדום)

🌟 יישומים:

• מכ"מ מהירות (משטרה)
• מדידת מהירות כוכבים
• אולטרסאונד רפואי
• חיזוי מזג אוויר

שאלה 27

2.00 נק'

📐 נוסחת דופלר:

מה הנוסחה?

f' = f

f' = v

אין נוסחה

f' = f·(v±v_o)/(v∓v_s), סימנים לפי כיוון תנועה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

נוסחת דופלר! 📐

נוסחת דופלר:

f' = f·(v±v_o)/(v∓v_s)

🔍 הסימנים:

המונה (v±v_o):

צופה (Observer):

• מתקרב למקור: +
(f עולה)

• מתרחק ממקור: -
(f יורד)

המכנה (v∓v_s):

מקור (Source):

• מתקרב לצופה: -
(f עולה)

• מתרחק מצופה: +
(f יורד)

💡 זכירה:

כלל אצבע:

התקרבות → f עולה
צופה מתקרב: + במונה
מקור מתקרב: - במכנה

התרחקות → f יורד
צופה מתרחק: - במונה
מקור מתרחק: + במכנה

📊 דוגמה פשוטה:

אמבולנס v_s=30 m/s מתקרב
צופה במנוחה v_o=0
f=500 Hz, v=340 m/s

f' = 500·(340+0)/(340-30)
f' = 500·340/310
f' = 500·1.097

f' ≈ 548 Hz

עלייה של ~48 Hz!

כשמתרחק:
f' = 500·340/370
f' ≈ 459 Hz

ירידה של ~41 Hz!

שאלה 28

2.00 נק'

🧮 תרגיל דופלר:

רכבת v=25 m/s צופרת f=600Hz
מתקרבת לתחנה
v_sound=340 m/s

מה התדר הנשמע?

f' = 600 Hz

f' ≈ 648 Hz

f' = 700 Hz

f' = 500 Hz

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

תרגיל דופלר! 🧮

📐 פתרון:

נתונים:
f = 600 Hz
v_s = 25 m/s (מקור מתקרב)
v_o = 0 (צופה במנוחה)
v = 340 m/s

הנוסחה:

מקור מתקרב → - במכנה

f' = f·(v+v_o)/(v-v_s)

f' = 600·(340+0)/(340-25)

f' = 600·340/315

f' = 600·1.079

f' ≈ 648 Hz

💡 הבנה:

התדר עלה מ-600 ל-648

עלייה של 48 Hz (8%)

צליל גבוה יותר!

כשהרכבת תתרחק:
f' = 600·340/365
f' ≈ 559 Hz

ירידה!

שאלה 29

2.00 נק'

🚔 מכ"מ:

איך זה עובד?

מד זמן

ניחוש

שולח גל, מודד תדר החזרה, חישוב מהירות מדופלר

מצלמה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

מכ"מ מהירות! 🚔

מכ"מ מהירות (Radar):

שימוש באפקט דופלר
למדידת מהירות

🔍 איך זה עובד?

שלב 1: שידור

המכ"מ שולח גל
(בדרך כלל מיקרוגל)
בתדר קבוע f

שלב 2: החזרה

הגל פוגע ברכב נע
ומוחזר

דופלר כפול!
1. רכב = "צופה" מתקרב
2. רכב = "מקור" מתקרב

f' = f·(v+v_car)/(v-v_car)

(קירוב אם v_car << v)

שלב 3: חישוב

Δf = f' - f

מהפרש התדר
מחשבים את המהירות!

v_car ≈ (Δf/f)·(v/2)

מדויק מאוד!

💡 יתרונות:

• מדידה מיידית
• ללא מגע
• עובד מרחוק
• מדויק
• יכול למדוד כמה רכבים

🏏 ספורט:

• מהירות כדור בייסבול
• מהירות טניס
• מהירות גולף

אותו עקרון!

שאלה 30

2.00 נק'

🌌 דופלר באור:

מה ההבדל מצליל?

רק בחלל

עקרון דומה אבל נוסחה יחסותית, היסט לאדום = התרחקות

לא קיים

אין הבדל

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

דופלר באור! 🌌

🌌 דופלר באור:

אותו עקרון
אבל עם הבדלים חשובים!

🔍 הבדלים:

1️⃣ נוסחה יחסותית:

מהירויות קרובות ל-c
צריך יחסות מיוחדת!

Δλ/λ = v/c
(לv << c)

או מדויק יותר:
f'/f = √[(c-v)/(c+v)]

2️⃣ צבע משתנה:

• היסט לכחול:
מתקרב → λ קטן
אור כחול יותר

• היסט לאדום:
מתרחק → λ גדול
אור אדום יותר

🌟 בקוסמולוגיה:

היקום מתרחב!

כמעט כל הגלקסיות
מראות היסט לאדום

→ מתרחקות מאיתנו
→ היקום מתרחב!

גלקסיות רחוקות יותר
→ מהירות גדולה יותר
→ היסט אדום גדול יותר

חוק האבל:
v = H₀·d

מהירות פרופורציונית למרחק!

⭐ יישומים:

• מדידת מהירות כוכבים
• גילוי כוכבי לכת (ריצוד)
• מדידת התפשטות היקום
• גילוי חומר אפל

זה איך גילינו
שהיקום מתרחב!

שאלה 31

2.00 נק'

💥 גלי הלם:

מה קורה כש-v_source > v_sound?

שקט

גל הלם (חרוט מאך), בום סופרסוני, v > c_sound

רעש רגיל

אי אפשר

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

גלי הלם! 💥

💥 גל הלם:

כאשר מקור נע
מהר יותר מהצליל

v_source > v_sound

נוצר גל הלם!

🔍 איך נוצר?

התהליך:

1️⃣ מקור נע מהר מהצליל

2️⃣ גלי הצליל לא מספיקים
"לברוח" קדימה

3️⃣ הגלים מצטברים
ויוצרים חזית

4️⃣ החזית = חרוט מאך
(Mach cone)

5️⃣ זווית החרוט:
sin θ = v_sound/v_source

✈️ בום סופרסוני:

מה שומעים?

מטוס סופרסוני עובר

לפני: שקט
(מהיר מהצליל!)

אחרי: BOOM!
הבום הסופרסוני

זה החרוט עובר
מעל הצופה

📊 מספר מאך:

הגדרה:

M = v_object/v_sound

• M < 1: תת-סוני
• M = 1: מעבר הצליל
• M > 1: על-סוני
• M > 5: היפר-סוני

דוגמאות:
• מטוס נוסעים: M ≈ 0.85
• קונקורד: M ≈ 2
• F-16: M ≈ 2.5
• טיל: M > 5

🌊 גלי הלם במים:

סירה מהירה
v > v_wave

יוצרת חרוט גלים
מאחוריה

אותו עקרון!

שאלה 32

2.00 נק'

🏠 תהודה בחדר:

איך זה משפיע על אקוסטיקה?

תדרים מסוימים מתחזקים, תלוי במידות החדר, בעיה באולמות

רק שקט

אין השפעה

רק רעש

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

תהודה בחדר! 🏠

🏠 תהודה בחדר:

חדר = תיבת תהודה ענקית

תדרים מסוימים מתחזקים

🔍 תדרי תהודה:

נוסחה:

f = (v/2)·√[(n_x/L_x)² + (n_y/L_y)² + (n_z/L_z)²]

n_x, n_y, n_z = 0, 1, 2, 3...
L_x, L_y, L_z = מידות החדר

תדרים אלו מתחזקים!

💡 דוגמה:

חדר 5m × 4m × 3m:

v = 340 m/s

תדר תהודה בסיסי (1,0,0):
f = 340/(2×5) = 34 Hz

תדר (0,1,0):
f = 340/(2×4) = 42.5 Hz

תדר (0,0,1):
f = 340/(2×3) = 56.7 Hz

ועוד הרבה...

🎵 בעיות אקוסטיות:

באולם קונצרטים:

• תדרים מסוימים חזקים מדי
• אחרים חלשים מדי
• "נקודות מתות"
• הד לא רצוי

פתרונות:
• עיצוב מיוחד
• חומרי בליעה
• פזרי צליל (diffusers)
• מידות לא-סימטריות
• זוויות משתנות

🎸 אולפן הקלטה:

בעיה חמורה!

צריך:
• טיפול אקוסטי
• בספוגים (bass traps)
• פאנלים סופגים
• מדידות מדויקות

שאלה 33

2.00 נק'

🎭 הפרש דרך:

איך זה קובע אינטרפרנציה?

רק זמן

רק מהירות

Δx=nλ → בונה | Δx=(n+½)λ → הורסת, תלוי בהפרש המסלולים

אין קשר

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

הפרש דרך! 🎭

הפרש מסלולים:

הפרש המרחקים
משני מקורים לנקודה

קובע את סוג האינטרפרנציה

📊 תנאים:

✅ אינטרפרנציה בונה:

Δx = n·λ

n = 0, ±1, ±2, ±3...

הפרש מסלול =
מכפלה שלמה של λ

הגלים מגיעים בשלב
→ מתחזקים!

❌ אינטרפרנציה הורסת:

Δx = (n + ½)·λ

n = 0, ±1, ±2, ±3...

הפרש מסלול =
חצי λ, 1.5λ, 2.5λ...

הגלים מגיעים מחוץ לשלב
→ מתבטלים!

💡 דוגמה:

שני רמקולים:

f = 340 Hz
v = 340 m/s
λ = v/f = 1 m

נקודה במרחקים:
d₁ = 10 m
d₂ = 12 m

Δx = |12-10| = 2 m = 2λ

→ בונה! (n=2)
→ צליל חזק

אם d₂ = 10.5 m:
Δx = 0.5 m = 0.5λ

→ הורסת! (n=0, חצי)
→ שקט!

🎵 יישום:

אקוסטיקה באולמות
מיקום רמקולים
אוזניות מבטלות רעש

שאלה 34

2.00 נק'

🌊 עקיפה והפיזור:

מה זה?

עקיפה: גל עובר מכשול ומתעקם | פיזור: גל פוגע במשטח מחוספס

אין תופעות כאלה

אין הבדל

רק החזרה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

עקיפה ופיזור! 🌊

🌊 שתי תופעות:

1️⃣ עקיפה (Diffraction):

גל פוגע במכשול או פתח
ו"מתעקם" מסביב

דוגמאות:
• שומעים סביב פינות
• צליל עובר דרך דלת
• גלי מים עוקפים סלע

תנאי חזק:
גודל המכשול/פתח
קרוב לλ

צליל: λ ≈ מטרים
→ עקיפה חזקה!

אור: λ ≈ ננומטרים
→ עקיפה חלשה

2️⃣ פיזור (Scattering):

גל פוגע במשטח מחוספס
ומתפזר לכל הכיוונים

דוגמאות:
• קול באולם עם קירות מחוספסים
• אור מנייר לבן
• ענן מפזר אור

תנאי:
אי-סדירות במשטח
בסדר גודל של λ

💡 למה שומעים סביב פינות?

עקיפה!

אורך גל צליל: 0.5-10 m

דלת, פינת בניין
בסדר גודל זה

→ הצליל מתעקם מסביב
→ שומעים גם אם לא ישר

לעומת זאת:
אור: λ ≈ 500 nm
→ כמעט לא עוקף
→ לא רואים סביב פינות

🎵 אקוסטיקה:

פיזור = טוב!
עוזר להפיץ צליל אחיד

לכן באולמות:
קירות מחוספסים
פאנלים מפוזרים

שאלה 35

2.00 נק'

🏥 דופלר רפואי:

איך משתמשים בזה?

רק לתמונות

אולטרסאונד דופלר מודד זרימת דם, תנועת לב עובר

אין שימוש

רק לאבחון שברים

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

דופלר רפואי! 🏥

🏥 אולטרסאונד דופלר:

שימוש באפקט דופלר
למדידת תנועה בגוף

🔍 איך זה עובד?

העקרון:

1️⃣ שולחים אולטרסאונד
(2-10 MHz)

2️⃣ מוחזר מתאי דם נעים

3️⃣ תדר משתנה (דופלר)

4️⃣ מהשינוי מחשבים
מהירות זרימה!

v_blood = (Δf/f)·(v_sound/2cosθ)

θ = זווית המדידה

💡 יישומים:

❤️ מערכת לב-וכלי דם:

• בדיקת זרימת דם
עורקים, ורידים

• גילוי חסימות
היצרויות

• מסתמי לב
בדיקת תפקוד

• קצב לב עובר
(Fetal Doppler)

🤰 הריון:

• קצב לב העובר
מ-10 שבועות
120-160 פעימות/דקה

• זרימת דם בטבור
בדיקת בריאות

• זרימת דם במוח
(במקרים מיוחדים)

🧠 נוירולוגיה:

• זרימה למוח
דרך עורקי צוואר

• גילוי שבץ
חסימות מוקדמות

✅ יתרונות:

• בטוח (לא קרינה)
• בזמן אמת
• לא פולשני
• זול יחסית
• נייד

שאלה 36

2.00 נק'

🧮 תרגיל מקיף:

חבל L=2m, v=20 m/s
קצוות קבועים

מה f₃ (הרמוני שלישי)?

f₃ = 15 Hz

f₃ = 10 Hz

f₃ = 30 Hz

f₃ = 5 Hz

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

תרגיל גלים עומדים! 🧮

📐 פתרון:

נתונים:
L = 2 m
v = 20 m/s
שני קצוות קבועים
n = 3 (הרמוני 3)

הנוסחה:

לשני קצוות קבועים:

f_n = n·v/(2L)

f₃ = 3·v/(2L)

f₃ = 3·20/(2·2)

f₃ = 60/4

f₃ = 15 Hz

💡 הבנה:

f₁ = v/(2L) = 20/4 = 5 Hz
f₂ = 2f₁ = 10 Hz
f₃ = 3f₁ = 15 Hz ✓

בהרמוני 3:
3 חצאי אורכי גל
L = 3λ/2
λ = 4/3 m
f = v/λ = 20/(4/3) = 15 Hz ✓

שאלה 37

2.00 נק'

📚 סיכום דופלר ותהודה:

מה הנקודות המרכזיות?

רק אחת

אין נקודות

יותר מדי

דופלר: תדר משתנה בגלל תנועה | גלי הלם: v>c | תהודה: התחזקות

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

סיכום חלק ג! 📚

🌊 סיכום חלק ג:

✅ מה למדנו:

• אפקט דופלר:
f'=f(v±v_o)/(v∓v_s)
מתקרב→גבוה, מתרחק→נמוך

• מכ"מ מהירות:
שימוש בדופלר

• דופלר באור:
היסט אדום/כחול
היקום מתרחב

• גלי הלם:
v>v_sound, בום סופרסוני
חרוט מאך, sin θ=v/v_s

• תהודה בחדר:
תדרי תהודה תלויי מידות

• הפרש דרך:
nλ→בונה, (n+½)λ→הורסת

• עקיפה ופיזור:
גל עוקף מכשולים

• דופלר רפואי:
מדידת זרימת דם

שאלה 38

2.00 נק'

🎧 אוזניות מבטלות רעש:

איך זה עובד?

אינטרפרנציה הורסת! מיקרופון קולט רעש, יוצר גל הפוך, ביטול

סתם חוסמות

קסם

מנתקות אוזניים

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

אוזניות מבטלות רעש! 🎧

🎧 ביטול רעש פעיל:

שימוש באינטרפרנציה הורסת
להשתקת רעשים!

🔍 איך זה עובד?

שלב 1: קליטה

מיקרופונים באוזניות
קולטים את הרעש החיצוני

למשל: מנוע מטוס

שלב 2: עיבוד

מעבד יוצר גל הפוך בדיוק!

אם הרעש:
y₁ = A·sin(ωt)

המעבד יוצר:
y₂ = -A·sin(ωt)

פאזה הפוכה ב-180°

שלב 3: ביטול!

y_total = y₁ + y₂
y_total = A·sin(ωt) - A·sin(ωt)
y_total = 0

אינטרפרנציה הורסת מלאה!

→ שקט!

💡 יעילות:

יעיל במיוחד:

• רעשים נמוכים קבועים
(מנוע מטוס, רכבת)
• 20-1000 Hz

פחות יעיל:

• רעשים גבוהים משתנים
(דיבור, מוזיקה)
• מעל 2000 Hz

🎵 שימושים:

• טיסות ארוכות
• עבודה סואנת
• ריכוז בלמידה
• אולפני הקלטה

⚠️ הערה:

זה "ביטול פעיל"
(Active Noise Cancellation)

שונה מבידוד פסיבי
(חומרים סופגים)

שאלה 39

2.00 נק'

🐬 סונאר:

איך דולפינים ועטלפים "רואים"?

ריח

מגע

אקולוקציה: פולטים אולטרסאונד, מאזינים להד, בונים תמונה

עיניים

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

סונאר ביולוגי! 🐬

🐬 אקולוקציה:

"ראייה" בעזרת צליל!

🦇 עטלפים:

איך זה עובד?

1️⃣ פליטה:
צליל 20-100 kHz
(אולטרסאונד)
דרך הפה/אף

2️⃣ קליטה:
אוזניים ענקיות
רגישות מאוד

3️⃣ ניתוח:
זמן החזרה → מרחק
עוצמה → גודל
דופלר → מהירות
תדרים → מרקם

רזולוציה מדהימה!
מזהה חרק 1 מ"מ!

🐬 דולפינים:

מערכת מתקדמת:

1️⃣ פליטה:
"קליקים" 40-130 kHz
דרך המלון (Melon)
איבר מיוחד במצח

2️⃣ קליטה:
דרך הלסת התחתונה!
מוליכה לאוזן הפנימית

3️⃣ יכולות:
מזהה דג 15 ס"מ
ממרחק 110 מטר!
רואה דרך חול
מבחין בחומרים שונים

🚢 סונאר צבאי:

שימושים:

• איתור צוללות
• מיפוי קרקעית ים
• איתור חפצים

תדרים:
5-500 kHz

⚠️ בעיה:
סונאר צבאי חזק
פוגע בלווייתנים ודולפינים!
גורם לבלבול, פגיעה
לפעמים מוות

💡 השוואה:

עטלף/דולפין טובים יותר
מכל סונאר מלאכותי!

אבולוציה של מיליוני שנים

שאלה 40

2.00 נק'

🌍 רעידות אדמה:

אילו גלים קיימים?

אין גלים

רק אחד

רק P

גלי P (אורכי, מהיר), גלי S (רוחבי, איטי), גלי משטח

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

גלי רעידת אדמה! 🌍

🌍 שלושה סוגי גלים:

1️⃣ גלי P (Primary):

גל אורכי

• דחיסות והתרחבויות
• הכי מהיר (6-7 km/s)
• עובר במוצק, נוזל, גז
• מגיע ראשון
• נזק קל יחסית

"P" = Primary / Pressure

2️⃣ גלי S (Secondary):

גל רוחבי

• תנודות ניצבות
• איטי יותר (3-4 km/s)
• רק במוצקים!
(לא בנוזלים)
• מגיע שני
• נזק רב יותר

"S" = Secondary / Shear

⚠️ חשוב:
לא עובר בליבה החיצונית
(נוזלית) של כדור הארץ!

3️⃣ גלי משטח:

על פני השטח

• גלי ריילי (Rayleigh):
תנועה אליפטית
כמו גלי ים

• גלי לאב (Love):
תנועה אופקית

• הכי איטיים
• הכי הרסניים!
• רוב הנזק מהם

📊 רצף הגעה:

1. גלי P (מהירים) 💨
2. גלי S (בינוניים) 🌊
3. גלי משטח (איטיים אבל הרסניים) 💥

🔬 סייסמולוגיה:

ההפרש בזמני הגעה
מאפשר לחשב:
• מרחק למוקד
• עוצמה
• מיקום מדויק

שאלה 41

2.00 נק'

🌏 מבנה הארץ:

איך גלים עזרו לגלות?

חפירות

גלי S לא עוברים בליבה חיצונית → נוזלית! P כן → עוזר למפות

לא יודעים

ניחוש

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

מבנה הארץ! 🌏

🌏 גילוי מבנה הארץ:

בעזרת גלים סייסמיים!

מעולם לא חפרנו עמוק
(רק 12 ק"מ)
אבל גלים מגיעים למרכז!

🔍 התגלית:

גלי P:

✅ עוברים בכל הארץ
אבל...

• מואטים בליבה חיצונית
• משתברים (refraction)
• יוצרים "צל" בצד הנגדי

→ מעיד על שינוי במהירות
→ מדיום שונה!
→ ככל הנראה נוזלי

גלי S:

❌ לא עוברים בליבה חיצונית!

נעלמים לגמרי
ב-103° מהמוקד

→ הוכחה מכרעת:
ליבה חיצונית נוזלית!

(גלי S לא יכולים בנוזל)

🌍 מבנה הארץ:

השכבות (מבחוץ פנימה):

1️⃣ קרום (Crust):
5-70 ק"מ, מוצק

2️⃣ מעטה (Mantle):
2900 ק"מ, מוצק צמיג
גלי S+P עוברים

3️⃣ ליבה חיצונית:
2200 ק"מ, נוזל!
רק P עובר
ברזל ונחושת מותכים

4️⃣ ליבה פנימית:
1200 ק"מ רדיוס, מוצק!
לחץ עצום
P מזדרז שוב

💡 איך ידעו?

מאות תחנות סייסמיות
ברחבי העולם

מודדות זמני הגעה
ומהירויות

→ מפה תלת-ממדית
של פנים כדור הארץ!

טומוגרפיה סייסמית

שאלה 42

2.00 נק'

🎸 מיתר גיטרה:

איך משנים תו בלי לכוונן?

רק עוצמה

אי אפשר

קסם

מקצרים מיתר (שורש) → L קטן → f גבוה, או משנים מתח

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

פיזיקת הגיטרה! 🎸

🎸 פיזיקה של נגינה:

🔍 נוסחת התדר:

למיתר בין 2 קצוות:

f = (1/2L)·√(T/μ)

L = אורך מיתר
T = מתח
μ = מסה/אורך

3 דרכים לשנות תו!

💡 3 שיטות:

1️⃣ שורש (Fret):

לוחצים על השורש
→ מקצרים את L

L קטן → f עולה!

למשל:
L = 65 cm → f₀
L = 32.5 cm → f = 2f₀
(אוקטבה גבוהה יותר!)

זו השיטה העיקרית בנגינה

2️⃣ כיוון (Tuning):

מהדקים/משחררים מיתר
→ משנים את T

T גדול → f עולה

זה מה שעושים
לפני הנגינה

3️⃣ עובי מיתר:

מיתר עבה → μ גדול
→ f נמוך

מיתר דק → μ קטן
→ f גבוה

לכן בגיטרה:
מיתר 1 (הכי דק) = הכי גבוה
מיתר 6 (הכי עבה) = הכי נמוך

🎵 מרווחים:

השורשים ממוקמים
לפי חישוב מדויק

כל שורש = חצי טון

12 שורשים = אוקטבה
(L חצי → f כפול)

שאלה 43

2.00 נק'

🎭 אקוסטיקה באולמות:

מה חשוב לאיכות טובה?

אין משמעות

רק צורה

זמן הדהוד מתאים, ללא תהודות, פיזור אחיד, בליעה מבוקרת

רק גודל

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

אקוסטיקה באולמות! 🎭

🎭 אקוסטיקה מושלמת:

מדע ואמנות גם יחד!

🔍 גורמים מרכזיים:

1️⃣ זמן הדהוד (RT60):

הזמן שלוקח לצליל
לדעוך ב-60 dB

אידיאלי:
• דיבור: 0.5-0.8 s
• מוזיקה קלאסית: 1.5-2.5 s
• אופרה: 1.2-1.8 s
• רוק: 0.8-1.2 s

תלוי בגודל האולם!

2️⃣ הימנעות מתהודות:

תדרי תהודה מסוימים
מתחזקים יותר מדי

פתרונות:
• מידות לא-סימטריות
• זוויות משתנות
• גובה משתנה
• שימוש ב-bass traps

3️⃣ פיזור אחיד:

כל מקום באולם
צריך לשמוע טוב

כלים:
• משטחים מפוזרים
• פאנלים מיוחדים
• תקרות משוננות
• קירות מחוספסים

מונעים "נקודות מתות"

4️⃣ בליעה מבוקרת:

לא יותר מדי הד
לא יותר מדי בליעה

חומרים:
• וילונות כבדים
• ריפוד כיסאות
• שטיחים
• פאנלים סופגים

קהל מלא = בליעה טובה!

🌟 אולמות מפורסמים:

פילהרמוניה ברלין:

עיצוב "כרם"
במה במרכז
קהל מסביב

אקוסטיקה מושלמת!

💡 תכנון:

שילוב של:
• הנדסה
• פיזיקה
• מוזיקה
• ארכיטקטורה

תהליך מורכב ויקר!

שאלה 44

2.00 נק'

🧮 תרגיל מקיף:

מכ"מ f=10GHz
רכב מתקרב v=30 m/s
c=3×10⁸ m/s

מה Δf?

Δf = 30 Hz

Δf = 0

Δf = 10 GHz

Δf ≈ 2000 Hz

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

תרגיל דופלר אלקטרומגנטי! 🧮

📐 פתרון:

נתונים:
f = 10 GHz = 10¹⁰ Hz
v = 30 m/s
c = 3×10⁸ m/s

דופלר כפול:

הרכב "רואה" תדר גבוה יותר
ומחזיר תדר גבוה עוד יותר

קירוב (v << c):

Δf/f ≈ 2v/c

Δf ≈ 2·(v/c)·f

Δf ≈ 2·(30/(3×10⁸))·10¹⁰

Δf ≈ 2·(10⁻⁷)·10¹⁰

Δf ≈ 2·10³

Δf ≈ 2000 Hz

💡 הבנה:

תדר עצום (10 GHz)
אבל השינוי קטן יחסית
(2 kHz)

זה 0.00002% !

אבל ניתן למדידה מדויקת
→ חישוב מהירות

שאלה 45

2.00 נק'

📚 נוסחאות גלים:

מהן הנוסחאות המרכזיות?

רק אחת

v=λf, v=√(T/μ), f_doppler, f_standing, I∝A², L(dB), RT60

יותר מדי

אין נוסחאות

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

כל הנוסחאות! 📚

🌊 כל נוסחאות הגלים:

📊 נוסחאות בסיסיות:

נושא	נוסחה
מהירות-תדר-אורך גל	v = λ·f = λ/T
מהירות בחבל	v = √(T/μ)
עוצמה	I ∝ A²
דציבל	L = 10·log₁₀(I/I₀)

🎵 גלים עומדים:

מצב	תדרים
שני קצוות קבועים/פתוחים	f_n = n·v/(2L)
קצה אחד סגור	f_n = n·v/(4L) (n אי-זוגי)

🚗 אפקט דופלר:

נוסחה כללית:

f' = f·(v±v_o)/(v∓v_s)

מתקרב: f עולה
מתרחק: f יורד

💥 גל הלם:

sin θ = v_sound/v_source
M = v/v_sound

🏠 תהודה:

f_resonance תלוי במידות
RT60 = זמן הדהוד

שאלה 46

2.00 נק'

⚠️ טעות נפוצה:

איזו טענה שגויה?

צליל = גל אורכי

אפקט דופלר קיים

"מהירות הצליל תלויה בתדר" (שגוי! v תלוי רק במדיום)

v = λf

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

טעויות נפוצות! ⚠️

❌ טעויות נפוצות:

❌ "v תלוי בתדר"

שגוי לחלוטין!

✓ v תלוי במדיום בלבד!

כל התדרים באותה מהירות
(באותו מדיום)

זו תכונה של המדיום
לא של הגל!

אחרת היינו שומעים
תדרים שונים בזמנים שונים

⚠️ טעויות נוספות:

❌ "עוצמה = תדר"
✓ עוצמה = אמפליטודה
גובה = תדר

❌ "אין צליל בחלל כי אין כבידה"
✓ אין צליל כי אין מדיום
(גל מכני צריך חומר)

❌ "גלי S עוברים בנוזלים"
✓ רק במוצקים!
(רוחבי צריך קשיחות)

❌ "דופלר משנה את המהירות"
✓ דופלר משנה רק תדר נצפה
v קבוע!

❌ "הד = הפרעה"
✓ הד = החזרה
אינטרפרנציה = סופרפוזיציה

❌ "תהודה תמיד טובה"
✓ יכולה להיות מסוכנת!
(גשר טקומה)

❌ "אולטרסאונד = צליל חזק"
✓ אולטרסאונד = תדר גבוה
(מעל 20 kHz)
לא קשור לעוצמה

❌ "גל עומד לא זז"
✓ דפוס עומד
החלקיקים כן נעים!

❌ "אינטרפרנציה = ביטול"
✓ יכולה להיות בונה או הורסת

❌ "λ ו-f תלויים זה בזה"
✓ v = λf קובע קשר
אבל f קובע המקור
v קובע המדיום
λ = תוצאה

שאלה 47

2.00 נק'

🎨 מפת מושגים:

מה התחומים המרכזיים?

מבוא לגלים, צליל, דופלר, תהודה, יישומים

יותר מדי

אין תחומים

רק אחד

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

מפת מושגים! 🎨

🗺️ המפה המלאה:

גלים

📦 5 תחומים:

1️⃣ מבוא לגלים

• הגדרה: הפרעה מתפשטת
• סוגים: אורכי/רוחבי
• פרמטרים: A, λ, f, T, v
• v = λf
• v = √(T/μ) בחבל
• סופרפוזיציה
• אינטרפרנציה בונה/הורסת
• החזרה
• גלים עומדים: צמתים ובטנים

2️⃣ צליל

• גל אורכי מכני
• v ≈ 343 m/s (אוויר)
• גובה = f
• עוצמה = A (dB)
• טמבר = הרמוניות
• הד: d ≥ 17m
• ביטים: |f₁-f₂|
• אולטרסאונד >20kHz
• אינפרסאונד <20Hz
• גלים עומדים בצינורות
• תהודה

3️⃣ אפקט דופלר

• שינוי תדר בגלל תנועה
• f'=f(v±v_o)/(v∓v_s)
• מכ"מ מהירות
• דופלר באור
• היסט אדום/כחול
• היקום מתרחב
• גלי הלם: v>v_sound
• בום סופרסוני
• חרוט מאך

4️⃣ תהודה מתקדמת

• תהודה בחדר
• תדרי תהודה
• הפרש מסלולים
• עקיפה ופיזור
• דופלר רפואי
• אקוסטיקה
• זמן הדהוד

5️⃣ יישומים

• אוזניות מבטלות רעש
• סונאר ביולוגי
• רעידות אדמה P/S
• מבנה הארץ
• פיזיקת מיתרים
• אקוסטיקה באולמות

שאלה 48

2.00 נק'

🔗 קשרים:

איך הכל קשור?

מקרי

אין קשר

הכל נובע מגל: v=λf → צליל → דופלר → תהודה → יישומים

נפרד

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

הקשרים! 🔗

🌐 רשת הקשרים:

שרשרת המושגים:

הפרעה במדיום
↓
גל מתפשט
↓
v = λ·f
↓
צליל = מקרה מיוחד
(גל אורכי באוויר)
↓
מהירות תלויה במדיום
↓
תנועה → דופלר
↓
אינטרפרנציה
↓
גלים עומדים
↓
תהודה
↓
יישומים מעשיים

💡 קשרים נוספים:

• v, λ, f קשורים: v=λf
• A → עוצמה (I∝A²)
• f → גובה צליל
• הרמוניות → טמבר
• תנועה → דופלר
• החזרה → הד, גלים עומדים
• אינטרפרנציה → ביטים, ביטול רעש
• תהודה → מיתרים, חדרים
• כל זה → יישומים!

⭐ המסקנה:

הכל מתחיל מתופעה אחת:

גל = הפרעה מתפשטת

וממנה נובעת כל הפיזיקה!

שאלה 49

2.00 נק'

💻 טכנולוגיה:

איפה משתמשים בגלים?

אין שימושים

כל מקום! תקשורת, רפואה, ניווט, מוזיקה, בטיחות

רק מוזיקה

רק מעבדה

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

גלים בטכנולוגיה! 💻

💻 גלים בכל מקום!

🌐 תחומי יישום:

🏥 רפואה:

• אולטרסאונד הריון
• דופלר לזרימת דם
• ליטוטריפסיה (אבני כליה)
• פיזיותרפיה
• ניקוי שיניים

🚗 תחבורה:

• מכ"מ מהירות
• חיישני חניה
• מערכות בטיחות
• ניווט (גלי רדיו)

🎵 מוזיקה:

• כלי נגינה
• רמקולים
• מיקרופונים
• הקלטה דיגיטלית
• אפקטים קוליים

🏗️ בנייה:

• אקוסטיקה באולמות
• בידוד רעשים
• בדיקות לא הרסניות
• סייסמולוגיה

🛡️ בטיחות:

• אזעקות
• חיישני תנועה
• אוזניות מבטלות רעש
• אזהרות רעידות אדמה

🌊 ימאות:

• סונאר
• מיפוי קרקעית
• איתור דגים
• תקשורת תת-מימית

⭐ המסקנה:

גלים = בסיס לטכנולוגיה מודרנית!

כמעט כל מכשיר
משתמש בגלים בצורה כלשהי

שאלה 50

2.00 נק'

🎓 סיכום מבחן 156:

מה הלקח המרכזי?

רק חישובים

רק נוסחאות

גלים = תופעה יסודית שמסבירה צליל, מוזיקה, ותקשורת!

אין לקח

הסבר:

💡 הסבר מפורט:

סיכום מבחן 156 - סופי! 🎓

🎉 מבחן 156 הושלם! 🎉

גלים

50 שאלות | כיסוי מקיף מושלם

📚 מה למדנו:

🌊 חלק א: מבוא (1-12)

• הגדרת גל: הפרעה מתפשטת
• סוגים: אורכי/רוחבי, מכני/EM
• פרמטרים: A, λ, f, T, v
• v = λf - הנוסחה המרכזית
• גל בחבל: v=√(T/μ)
• תרגיל בסיסי
• סופרפוזיציה: y=y₁+y₂
• אינטרפרנציה בונה/הורסת
• החזרה: קבוע/חופשי
• גלים עומדים: צמתים ובטנים
• סיכום

הבנה: גל = מושג יסודי בפיזיקה

🔊 חלק ב: צליל (13-25)

• צליל = גל אורכי מכני
• v≈343 m/s באוויר
• גובה = תדר (f)
• עוצמה = אמפליטודה (dB)
• טמבר = הרמוניות
• הד: d≥17m, תרגיל
• ביטים: f_beat=|f₁-f₂|
• אולטרסאונד >20kHz
• אינפרסאונד <20Hz
• גלים עומדים בצינורות
• תהודה: התחזקות
• סיכום

הבנה: צליל = מקרה מיוחד של גלים

🚗 חלק ג: דופלר (26-37)

• אפקט דופלר: שינוי f בגלל תנועה
• נוסחה: f'=f(v±v_o)/(v∓v_s)
• תרגיל דופלר
• מכ"מ מהירות
• דופלר באור: היסט אדום
• גלי הלם: v>v_sound, בום
• תהודה בחדר
• הפרש דרך: nλ או (n+½)λ
• עקיפה ופיזור
• דופלר רפואי
• תרגיל עומדים
• סיכום

הבנה: תנועה משנה תדר נצפה

💻 חלק ד: יישומים (38-50)

• אוזניות מבטלות רעש
• סונאר ביולוגי (דולפינים/עטלפים)
• רעידות אדמה: גלי P/S
• מבנה הארץ מגלים
• פיזיקת מיתרי גיטרה
• אקוסטיקה באולמות
• תרגיל דופלר ומכ"מ
• טבלת נוסחאות מלאה
• טעויות נפוצות
• מפת מושגים
• קשרים
• יישומים טכנולוגיים
• סיכום סופי ענק

הבנה: גלים בכל מקום בטכנולוגיה

💡 הלקח המרכזי:

גלים = תופעה יסודית!

מצליל ומוזיקה
דרך תקשורת ורפואה
עד למבנה כדור הארץ

אותו עקרון פשוט:
הפרעה מתפשטת

מסביר הכל!

🎯 השגנו:

✓ 8 מבחנים בפיזיקה מלאים!
✓ 400 שאלות!
✓ כיסוי מקיף ומושלם!

🌟 מסע מדהים! 🌟

8 מבחנים שלמים!
מקינמטיקה לגלים!
מתנועה לצליל!

כל הכבוד רוית! 💪🚀🎵

🤖

עוזר הקורסים החכם

אני כאן לעזור לך למצוא את הקורס המתאים

👋 שלום! אשמח לעזור לך

שלום, אשמח לעזור לך להתמצא באתר ולמקד אותך לצורך שלך. נתחיל בבחירה:

🎓 מתמטיקה לבגרות

📚 אקדמיה (סטטיסטיקה / כלכלה / מתמטיקה)

0 / 50 הושלמו