10. sınıf fizik 2. dönem 2. yazılı 3. Senaryo Test 1

Bir dalga leğeninde oluşturulan doğrusal su dalgaları, derinlikleri farklı iki bölgeden geçmektedir. Dalgalar derin bölgeden sığ bölgeye geçerken, dalgaların yayılma sürati ve dalga boyu nasıl değişir?

A) Sürat artar, dalga boyu artar.

B) Sürat artar, dalga boyu azalır.

C) Sürat azalır, dalga boyu artar.

D) Sürat azalır, dalga boyu azalır.

E) Sürat değişmez, dalga boyu değişmez.

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için su dalgalarının temel özelliklerini ve farklı derinliklerde nasıl davrandıklarını adım adım inceleyelim.

• Dalgaların Temel Denklemi: Bir dalganın yayılma sürati ($v$), dalga boyu ($\lambda$) ve frekansı ($f$) arasındaki ilişki $v = \lambda f$ denklemi ile ifade edilir. Bu denklem, dalga hareketinin en temel formüllerinden biridir ve tüm dalga türleri için geçerlidir.
• Frekansın Değişmezliği: Bir dalga bir ortamdan başka bir ortama geçerken, dalganın frekansı değişmez. Frekans, dalgayı oluşturan kaynağın (bu durumda dalga leğenindeki titreşim kaynağının) özelliğidir. Kaynak sabit kaldığı sürece, dalgaların frekansı da sabit kalır. Dolayısıyla, derin bölgeden sığ bölgeye geçerken dalgaların frekansı ($f$) değişmez.
• Su Dalgalarının Sürati ve Derinlik İlişkisi: Su dalgalarının yayılma sürati, suyun derinliğine bağlıdır. Genel olarak, su ne kadar derin olursa, su dalgalarının yayılma sürati de o kadar büyük olur. Tersine, su sığlaştıkça dalgaların sürati azalır. Soruda dalgalar derin bölgeden sığ bölgeye geçmektedir. Bu durumda, dalgaların yayılma sürati ($v$) azalacaktır.
• Dalga Boyundaki Değişim: Şimdi, $v = \lambda f$ denklemine geri dönelim. Frekansın ($f$) sabit kaldığını ve süratin ($v$) azaldığını biliyoruz. Denklemin eşitliğinin korunabilmesi için, sürat azaldığında dalga boyunun ($\lambda$) da azalması gerekir. Matematiksel olarak ifade edersek, $v \downarrow = \lambda \downarrow f_{sabit}$. Yani, sürat azalıyorsa ve frekans sabitse, dalga boyu da azalmak zorundadır.
• Sonuç: Derin bölgeden sığ bölgeye geçen su dalgalarının yayılma sürati azalır ve dalga boyu da azalır.

Cevap D seçeneğidir.