Zadanie 1. Samochód pary młodej jedzie przez miasto z prędkością 40 km/h, trąbiąc klaksonem o częstotliwości 800 Hz. Jaką częstotliwość słyszy osoba, do której pojazd się zbliża, a jaką - osoba, od której pojazd się oddala? ​



Odpowiedź :

Efekt Dopplera - zależność częstotliwości dźwięku od prędkości względnej.

  1. Prędkość pojazdu wynosi (w jednostkach SI):
    [tex]v= 40 \frac{km}{h} = 40 \frac{1000m}{3600s} \approx 11,11 \frac{m}{s}[/tex]
  2. Z kolei prędkość dźwięku jest równa:
    [tex]s \approx 340,3 \frac{m}{s}[/tex]
  3. Zgodnie z efektem Dopplera:
    - gdy pojazd zbliża się do osoby:
    [tex]f ' = f \frac{s}{s-v} = 800 * \frac{340,3}{340,3 - 11,11} \approx 827[Hz][/tex]
    - gdy pojazd oddala się:
    [tex]f '' = f \frac{s}{s+v} = 800 * \frac{340,3}{340,3 + 11,11} \approx 775[Hz][/tex]

W ogólności efekt Dopplera wiąże prędkość fali, źródła i osoby obserwującej z częstotliwościami nadawanymi i odbieranymi w sposób:
[tex]f' = f \frac{v \pm v_o}{v \pm v_z}[/tex]
gdzie:
[tex]v_z[/tex] to prędkość źródła;
[tex]v_o[/tex] to prędkość osoby obserwującej;
[tex]v[/tex] to prędkość fali;
[tex]f[/tex] to częstotliwość nadawana;
[tex]f'[/tex] to częstotliwość odbierana.