Doppler-effek voorbeeldvrae

14 Voorbeelde van Doppler-effekvrae

1. Uit die volgende stelling:
(1) P benader S wat stilstaande is
(2) S benader P wat stilstaande is
(3) P en S nader mekaar
(4) S en P beweeg teen dieselfde spoed
As P (luisteraar) hoor bunyi met 'n frekwensie hoër as die frekwensie wat deur S (bron) uitgestraal word, dan is die korrekte stelling...
A. Slegs (1), (2) en (3)
B. (1), (2), (3) en (4)
C. (1) en (3) alleenlik
D. (1) en (4) alleenlik
Slegs E. (2) en (4)
Bespreking

Om dit wiskundig te bewys, voer ons eers die berekeninge uit soos hieronder bespreek. Die volgende data is 'n aanname.
Luisterspoed (v_p) = 60 m/s, as die luisteraar stil is dan vp = 0
Die spoed van die klankbron (v)_s) = 40 m/s, as die klankbron stilstaande is, dan vs = 0
Klankspoed (v) = 340 m/s
Klankfrekwensie (f) = 1000 Hertz

P benader S wat stilstaande is
vp is positief as die luisteraar die klankbron nader
Die klankbron is stil sodat v_s = 0

S benader P wat stilstaande is
teenoor negatief as die klankbron die luisteraar nader
Die luisteraar was stil sodat v_p = 0

P en S nader mekaar
vp is positief as die luisteraar die klankbron nader
teenoor negatief as die klankbron die luisteraar nader

S en P beweeg teen dieselfde spoed
As die klankbron en die luisteraar teen dieselfde spoed beweeg, vind die Doppler-effek nie plaas nie.
Die korrekte antwoord is A.

2. 'n Luisteraar staan ​​langs 'n klankbron met 'n frekwensie van 684 Hz. 'n Ander klankbron met 'n frekwensie van 676 Hz beweeg teen 'n spoed van 2 m/s na die luisteraar toe.^-1As die spoed van klankvoortplanting in lug 340 ms is^-1, dan is die frekwensie van die vlieër wat deur die luisteraar gehoor word...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
O. 6 Hz
Bespreking
Dit is bekend dat:
Frekwensie van klankbron 1 (f₁) = 684 Hz (stil)
Frekuensi klankbron 2 (f₂) = 676 Hz (bewegend)
Die spoed van die klankbron 2 (v₂) = 2 m/s (beweeg na die luisteraar toe)
Klankspoed in lug (v) = 340 m/s
Gevra: Die frekwensie van die vlieër wat deur die luisteraar gehoor word
Antwoord:
Bereken eers die frekwensie van die klank wat gehoor word vanaf die klankbron wat nader aan die luisteraar beweeg.

Vlieërfrekwensie = verskil tussen twee klankfrekwensies wat deur die luisteraar gehoor word = frekwensie van die stilstaande klankbron – frekwensie van die bewegende klankbron = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

Die korrekte antwoord is C.

3. 'n Klankbron beweeg teen 'n spoed van 20 m/ ^s na 'n stilstaande persoon. Die frekwensie van die klankbron is 380 Hz. Die spoed van klank in lug is 400 m/ ^s . Die frekwensie van die klankgolwe wat deur die persoon gehoor word, is…

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

O. 480 Hz

Bespreking

Dit is bekend dat:

Spoed van klankbron (v _s ) = 20 ms ^-1

Luisteraar se snelheid (v _p ) = 0

Klankbronfrekwensie (f) = 380 Hz

Klankspoed (v) = 400 ms ^-1

Gevra: Frekwensie van klankgolwe wat gehoor word

Die korrekte antwoord is A.

4. Trein A beweeg teen 'n spoed van 72 km/h en trein B beweeg na mekaar toe teen 'n spoed van 90 km/h. Die bestuurder van trein A blaas 'n fluitjie met 'n frekwensie van 650 Hz. As die spoed van klank in lug 350 ms ^-1 is , dan is die frekwensie wat bestuurder B van fluitjie A hoor...

A. 800 Hz

B. 740 Hz

C. 600 Hz

D. 540 Hz

O. 400 Hz

Bespreking

Dit is bekend dat:

Die spoed van trein A (v _A ) = 72 km/uur = 20 m/s, wat trein B nader

Die spoed van trein B (v _B ) = 90 km/uur = 25 m/s, wat trein A nader

Die klankfrekwensie van trein A (fA ₎ = 650 Hz

Klankspoed in lug (v) = 350 m/s

Vraag: Die frekwensie wat ingenieur B van fluitjie A hoor

Antwoord:

Die klankbron is in trein A en die luisteraar is in trein B.

5. 'n Klankbron beweeg teen 'n spoed van 20 m/s en nader 'n stilstaande persoon. Die frekwensie van die klankbron is 380 Hz en die spoed van klank in lug is 400 m/s. Die frekwensie van die klankgolwe wat deur die persoon gehoor word, is...

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

O. 480 Hz

Bespreking

Dit is bekend dat:

Die spoed van die klankbron (v _s ) = 20 m/s

Luisteraar se snelheid (v _p ) = 0

Klankbronfrekwensie (f) = 380 Hz

Klankspoed in lug (v) = 400 m/s

Gevra: Frekwensie van gehoorde klank

Antwoord:

Die korrekte antwoord is A.

6. 'n Kind wat stilstaan, blaas 'n fluitjie teen 'n frekwensie van 490 Hz na 'n motor wat na die kind toe beweeg, soos in die figuur getoon. Die verskil tussen die direkte golf en die golf wat van die motor weerkaats word, is 10 Hz. As die spoed van klank in lug 340 m/s is, dan is die spoed van die motor...

A. 6,9 ms^-1

B. 5,8 ms ^-1

C. 4,4 ms ^-1

D. 3,8 ms ^-1

E. 3,4 ms ^-1

Bespreking

Dit is bekend dat:

Klankfrekwensie (f) = 490 Hertz

Klankspoed in lug (v) = 340 m/s

Die luisteraar nader die klankbron sodat die frekwensie van die gehoorde klank groter is as die frekwensie van die klankbron. Klankfrekwensie = 490 Hertz en vlieërfrekwensie = 10 Hertz, dus die gehoorde klankfrekwensie (f') = 500 Hertz.

Gevra: Spoed van die motor

Antwoord:

Die spoed van die motor is 6,9 m/s.

Die korrekte antwoord is A.

7. 'n Leerder staan ​​langs die pad wanneer 'n motor teen 'n spoed van 40 m/s van die leerder wegbeweeg terwyl hy 'n toeter met 'n frekwensie van 300 Hz blaas. As die spoed van klank in lug 360 m/s is, dan is die frekwensie van die toeter wat die leerder hoor ….
A. 250 Hz
B. 270 Hz
C. 300 Hz
D. 350 Hz
O. 400 Hz
Bespreking:
Doppler-effekformule vir klank :
f' = frekwensie van klank wat deur die luisteraar gehoor word (1/s = hz)
f = frekwensie van klank wat deur die bron uitgestraal word (1/s = hz)
v = klankspoed (m/s)
v_p = luisterspoed (m/s)
v_s = spoed van klankbron (m/s)
Tekenreëls:
v is altyd positief
v_p positief as die luisteraar die klankbron nader
v_p negatief as die luisteraar wegbeweeg van die klankbron
v_s positief as die klankbron weg van die luisteraar beweeg
v_s negatief as die klankbron die luisteraar nader
v_p = 0 as die luisteraar stil is
v_s = 0 as die klankbron steeds is
Is bekend :
v_s = 40 m / s
v_p = 0
f = 300 Hz
v = 360 m/s
Gevra :
f '
Jawab :

Die korrekte antwoord is B.

8. 'n Klankbron beweeg teen 'n spoed van 30 m/s na 'n persoon wat langs die pad staan. Die frekwensie van die klankbron is 360 Hz en die spoed van klank in lug is 380 m/s. Die frekwensie van die klankgolwe wat deur die persoon gehoor word, is...
A. 391 Hz
B. 400 Hz
C. 430 Hz
D. 440 Hz
O. 460 Hz
Bespreking:
Is bekend :
v_s = – 30 m/s
v_p = 0
f = 360 Hz
v = 380 m/s
Gevra :
f '
Jawab :

Die korrekte antwoord is A.

9. 'n Luisteraar staan ​​langs 'n klankbron met 'n frekwensie van 742 Hz. 'n Ander klankbron met 'n frekwensie van 700 Hz beweeg teen 'n spoed van 20 m/s na die luisteraar toe. As die spoed van klank in lug 340 m/s is, dan is die frekwensie van die vlieër wat deur die persoon gehoor word...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
O. 6 Hz
Bespreking:
Is bekend :
f₁ = 680 Hz
f₂ = 700 Hz
v_s1 = 0 m / s
v_s2 = – 20 m/s
v = 340 m/s
Gevra :
f vlieër?
Jawab :
Die luisteraar staan ​​langs die klankbron, dus kan afgelei word dat die klankbron in rus is relatief tot die luisteraar. Die klankfrekwensie wat die luisteraar van die klankbron wat in rus is, hoor, is:
742 hz
Nog 'n klankbron beweeg. Bereken die klankfrekwensie wat die luisteraar van 'n bewegende klankbron hoor:

Die frekwensie van die klankgolf = die verskil in frekwensie van die twee interfererende klankgolwe
Die vlieërfrekwensie is:
744 hz – 742 hz = 2 hertz
Die korrekte antwoord is A.

10. Twee motors A en B beweeg na mekaar toe teen 'n spoed van onderskeidelik 20 ms ^-1 en 40 ms ^-1 . Motor B toeter dan met 'n frekwensie van 580 Hz, die spoed van klank in lug is 330 ms ^-1 , dan is die frekwensie wat die bestuurder van motor A hoor voordat hulle mekaar verbysteek….

1. 670 Hz
2. 700 Hz
3. 720 Hz
4. 760 Hz
5. 800 Hz

Bespreking

Tekenreëls:
v is altyd positief
v_p positief as die luisteraar die klankbron nader
v_p negatief as die luisteraar wegbeweeg van die klankbron
v_s positief as die klankbron weg van die luisteraar wys
v_s negatief as die klankbron die luisteraar nader
v_p = 0 as die luisteraar stil is
v_s = 0 as die klankbron steeds is

Dit is bekend dat:
Klankbronfrekwensie (f) = 580 Hz
Luisterspoed (v_p) = 20 ms^-1
Die spoed van die klankbron (v)_s) = -40 ms^-1
Klankspoed (v) = 330 ms^-1
Gevra: Frekwensie van klank wat deur die luisteraar gehoor word (f')
Antwoord:

Doppler-effekformule:
Die korrekte antwoord is B.

11. Motor A en motor B beweeg weg van mekaar, motor A beweeg teen 'n spoed van 36 km/h ^-1 terwyl hy 'n lang toeter met 'n frekwensie van 700 Hz blaas, die spoed van klank in die lug is 340 ms ^-1 . As die frekwensie van die toeter wat deur die bestuurder van motor B gehoor word = 600 Hz is, dan is die spoed van motor B….

1. 30 ms^-1
2. 35 ms^-1
3. 40 ms^-1
4. 50 ms^-1
5. 65 ms^-1

Bespreking
Dit is bekend dat:
Klankbronfrekwensie (f) = 700 Hz
Die frekwensie van die klank wat deur die luisteraar gehoor word (f') = 600 Hz
Die spoed van die klankbron (v)_s) = 36 km/uur = 36 000 meter / 3600 sekondes = 10 m/s
Klankspoed (v) = 340 ms^-1
Gevra: Luisterspoed (v_p)
Antwoord:
v_p negatief omdat die luisteraar weg van die klankbron beweeg.
v_s positief omdat die klankbron weg van die luisteraar beweeg.
Die korrekte antwoord is C.

12. Ambulans A beweeg teen 'n spoed van 0,25 v agter sedan B wat teen 'n spoed van 0,2 v in dieselfde rigting as A beweeg. Op daardie tydstip lui ambulans A sy sirene teen 1 000 Hz. As die spoed van klank v is, is die frekwensie wat deur die bestuurder van sedan B gehoor word…

A. 1.500 Hz
B. 1.250 Hz
C. 1.111 Hz
D. 1.067 Hz
O. 1.000 Hz

Bespreking
Is bekend :
Klankbronfrekwensie (f) = 1.000 Hz
Die spoed van die klankbron (v)_s) = -0,25 v (relatief tot die medium wat klank gelei)
Klankspoed (v) = v
Luisterspoed (v_p) = -0,2 v (relatief tot die medium wat klank gelei)
Gevra Frekwensie van klank wat deur die luisteraar gehoor word (f')
Jawab :

Doppler-effekformule:
Tekenreëls:
v is altyd positief
v_p positief as die luisteraar die klankbron nader
v_p negatief as die luisteraar wegbeweeg van die klankbron
v_s positief as die klankbron weg van die luisteraar wys
v_s negatief as die klankbron die luisteraar nader
v_p = 0 as die luisteraar stil is
v_s = 0 as die klankbron steeds is

Die korrekte antwoord is D.

13. 'n Klankbron met 'n frekwensie van 640 Hz beweeg na 'n waarnemer teen 'n spoed van 20 m/s. As die spoed van klank in lug 340 m/s is en die waarnemer teen 'n spoed van 10 m/s van die klankbron af wegbeweeg, dan is die frekwensie van die klank wat deur die waarnemer gehoor word...

A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
O. 1300 Hz

Bespreking
Is bekend :
Klankbronfrekwensie (f) = 640 Hz
Die spoed van die klankbron (v_s) = -20 m/s (relatief tot lug as 'n klankgeleidende medium)
Klankspoed (v) = 340 m/s (relatief tot lug as 'n klankoordragmedium)
Luisterspoed (v_p) = -10 m/s (relatief tot lug as 'n klankgeleidende medium)
Gevra Frekwensie van klank wat deur die luisteraar gehoor word (f')
Jawab :
Die korrekte antwoord is B.

14. 'n Klankbron beweeg teen 'n spoed van 60 m/s en laat 'n waarnemer agter dit in dieselfde rigting as die klankbron teen 'n spoed van 10 m/s beweeg. As die spoed van klank in lug 340 m/s is en die frekwensie van die klankbron 800 Hz is, dan is die frekwensie van die klank wat deur die waarnemer gehoor word...
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
O. 1.120 Hz
Bespreking
Is bekend :
Klankbronfrekwensie (f) = 800 Hz
Die spoed van die klankbron (v_s) = 60 m/s (relatief tot lug as 'n klankgeleidende medium)
Klankspoed (v) = 340 m/s (relatief tot lug as 'n klankoordragmedium)
Luisterspoed (v_p) = 10 m/s (relatief tot lug as 'n klankgeleidende medium)
Gevra Frekwensie van klank wat deur die luisteraar gehoor word (f')
Jawab :

Die korrekte antwoord is A.

Vraagbron:

Nasionale Eksamen Fisika Vrae vir Senior Hoërskool/Beroeps Hoërskool