Прыклады пытанняў па эфекце Доплера

14 прыкладаў пытанняў па эфекце Доплера

1. З наступнага сцвярджэння:
(1) P імкнецца да S, якая з'яўляецца нерухомай
(2) S набліжаецца да P, якая з'яўляецца нерухомай
(3) P і S набліжаюцца адно да аднаго
(4) S і P рухаюцца з аднолькавай хуткасцю
Калі слухач (P) чуе гук з частатой вышэйшай за частату, якую выпраменьвае S (крыніца), то правільнае сцвярджэнне...
А. Толькі (1), (2) і (3)
Б. (1), (2), (3) і (4)
C. Толькі (1) і (3)
D. Толькі (1) і (4)
E. Толькі (2) і (4)
Абмеркаванне

Каб даказаць гэта матэматычна, спачатку выканаем разлікі, як абмяркоўваецца ніжэй. Наступныя дадзеныя з'яўляюцца здагадкамі.
Хуткасць слухача (v_p) = 60 м/с, калі слухач маўчыць, то vp = 0
Хуткасць крыніцы гуку (v)_s) = 40 м/с, калі крыніца гуку нерухомая, то vs = 0
Хуткасць гуку (v) = 340 м/с
Гукавая частата (f) = 1000 герц

P набліжаецца да S, якая з'яўляецца нерухомай
vp станоўчы, калі слухач набліжаецца да крыніцы гуку
Крыніца гуку бясшумная, таму v_s = 0

S набліжаецца да P, якая з'яўляецца нерухомай
супраць адмоўнага, калі крыніца гуку набліжаецца да слухача
Слухач маўчаў, каб v_p = 0

P і S набліжаюцца адзін да аднаго
vp станоўчы, калі слухач набліжаецца да крыніцы гуку
супраць адмоўнага, калі крыніца гуку набліжаецца да слухача

S і P рухаюцца з аднолькавай хуткасцю
Калі крыніца гуку і слухач рухаюцца з аднолькавай хуткасцю, эфект Доплера не ўзнікае.
Правільны адказ — А.

2. Слухач стаіць побач з крыніцай гуку з частатой 684 Гц. Іншая крыніца гуку з частатой 676 Гц рухаецца да слухача з хуткасцю 2 м/с.^-1Калі хуткасць распаўсюджвання гуку ў паветры складае 340 мс^-1, тады частата паветранага змея, чутнага слухачом, роўная...
А. 2 Гц
B. 3 Гц
C. 4 Гц
D. 5 Гц
У. 6 Гц
Абмеркаванне
Вядома, што:
Частата крыніцы гуку 1 (f₁) = 684 Гц (ціхі)
Frekuensi крыніца гуку 2 (f₂) = 676 Гц (рухомасць)
Хуткасць крыніцы гуку 2 (v₂) = 2 м/с (рухаючыся ў напрамку слухача)
Хуткасць гуку ў паветры (v) = 340 м/с
Пытанне: Частата паветранага змея, якую чуе слухач
Адказ:
Спачатку вылічыце частату гуку, які чуецца ад крыніцы гуку, што набліжаецца да слухача.

Частата паветранага змея = рознасць паміж двума гукавымі частотамі, якія чуе слухач = частата нерухомай крыніцы гуку – частата рухомай крыніцы гуку = 684 Гц – 680 Гц = 4 Гц.

Правільны адказ — С.

3. Крыніца гуку рухаецца з хуткасцю 20 м/ ^с да нерухомага чалавека. Частата крыніцы гуку складае 380 Гц. Хуткасць гуку ў паветры складае 400 м/ ^с . Частата гукавых хваль, якія чуе чалавек, складае…

А. 400 Гц

B. 420 Гц

C. 440 Гц

D. 460 Гц

У. 480 Гц

Абмеркаванне

Вядома, што:

Хуткасць крыніцы гуку (v· _s ) = 20 мс ^-1

Хуткасць слухача (vp ₎ = 0

Частата крыніцы гуку (f) = 380 Гц

Хуткасць гуку (v) = 400 мс ^-1

Пытанне: Частата пачутых гукавых хваль

Правільны адказ — А.

4. Цягнік А рухаецца з хуткасцю 72 км/г, а цягнік В рухаецца насустрач адзін аднаму з хуткасцю 90 км/г. Машыніст цягніка А свісціць у свісток з частатой 650 Гц. Калі хуткасць гуку ў паветры складае 350 мс ^-1 , то частата, якую чуе машыніст В па свістку А, роўная...

А. 800 Гц

B. 740 Гц

C. 600 Гц

D. 540 Гц

У. 400 Гц

Абмеркаванне

Вядома, што:

Хуткасць цягніка А (v _A ) = 72 км/гадзіну = 20 м/с, які набліжаецца да цягніка Б

Хуткасць цягніка B (v _B ) = 90 км/г = 25 м/с, які набліжаецца да цягніка A

Гукавая частата цягніка А (f _A ) = 650 Гц

Хуткасць гуку ў паветры (v) = 350 м/с

Пытанне: Частата, якую чуе інжынер Б са свістка А

Адказ:

Крыніца гуку знаходзіцца ў цягніку А, а слухач — у цягніку Б.

5. Крыніца гуку рухаецца з хуткасцю 20 м/с, набліжаючыся да нерухомага чалавека. Частата крыніцы гуку складае 380 Гц, а хуткасць гуку ў паветры — 400 м/с. Частата гукавых хваль, якія чуе чалавек, складае...

А. 400 Гц

B. 420 Гц

C. 440 Гц

D. 460 Гц

У. 480 Гц

Абмеркаванне

Вядома, што:

Хуткасць крыніцы гуку (v· _s ) = 20 м/с

Хуткасць слухача (vp ₎ = 0

Частата крыніцы гуку (f) = 380 Гц

Хуткасць гуку ў паветры (v) = 400 м/с

Пытанне: Частата пачутага гуку

Адказ:

Правільны адказ — А.

6. Дзіця, якое стаіць нерухома, свісціць у свісток з частатой 490 Гц у бок аўтамабіля, які рухаецца ў яго бок, як паказана на малюнку. Розніца паміж прамой хваляй і хваляй, адлюстраванай ад аўтамабіля, складае 10 Гц. Калі хуткасць гуку ў паветры складае 340 м/с, то хуткасць аўтамабіля...

А. 6,9 мс^-1

B. 5,8 мс ^-1

C. 4,4 мс ^-1

D. 3,8 мс ^-1

E. 3,4 мс ^-1

Абмеркаванне

Вядома, што:

Гукавая частата (f) = 490 герц

Хуткасць гуку ў паветры (v) = 340 м/с

Слухач набліжаецца да крыніцы гуку так, што частата пачутага гуку перавышае частату крыніцы гуку. Частата гуку = 490 герц, а частата паветранага змея = 10 герц, таму частата пачутага гуку (f') = 500 герц.

Пытанне: Хуткасць аўтамабіля

Адказ:

Хуткасць аўтамабіля складае 6,9 м/с.

Правільны адказ — А.

7. Вучань стаіць на ўзбочыне дарогі, калі ад яго ад'язджае аўтамабіль са хуткасцю 40 м/с, і ён падае гудок з частатой 300 Гц. Калі хуткасць гуку ў паветры складае 360 м/с, то частата гудка, які чуе вучань, складае ….
А. 250 Гц
B. 270 Гц
C. 300 Гц
D. 350 Гц
У. 400 Гц
Абмеркаванне:
Формула эфекту Доплера для гуку :
f' = частата гуку, які чуе слухач (1/с = Гц)
f = частата гуку, які выпраменьваецца крыніцай (1/с = Гц)
v = хуткасць гуку (м/с)
v_p = хуткасць слухача (м/с)
v_s = хуткасць крыніцы гуку (м/с)
Правілы падпісання:
v заўсёды дадатнае
v_p станоўчы, калі слухач набліжаецца да крыніцы гуку
v_p адмоўны, калі слухач адыходзіць ад крыніцы гуку
v_s станоўчы, калі крыніца гуку аддаляецца ад слухача
v_s адмоўны, калі крыніца гуку набліжаецца да слухача
v_p = 0, калі слухач маўчыць
v_s = 0, калі крыніца гуку нерухомая
Гэта вядома :
v_s = 40 м/с
v_p = 0
f = 300 Гц
v = 360 м/с
Спыталі :
ф
Джаваб :

Правільны адказ — Б.

8. Крыніца гуку рухаецца з хуткасцю 30 м/с да чалавека, які стаіць на ўзбочыне дарогі. Частата крыніцы гуку складае 360 Гц, а хуткасць гуку ў паветры — 380 м/с. Частата гукавых хваль, якія чуе чалавек, складае...
А. 391 Гц
B. 400 Гц
C. 430 Гц
D. 440 Гц
У. 460 Гц
Абмеркаванне:
Гэта вядома :
v_s = – 30 м/с
v_p = 0
f = 360 Гц
v = 380 м/с
Спыталі :
ф
Джаваб :

Правільны адказ — А.

9. Слухач стаіць побач з крыніцай гуку з частатой 742 Гц. Іншая крыніца гуку з частатой 700 Гц рухаецца да слухача з хуткасцю 20 м/с. Калі хуткасць гуку ў паветры складае 340 м/с, то частата паветранага змея, які чуе чалавек, складае…
А. 2 Гц
B. 3 Гц
C. 4 Гц
D. 5 Гц
У. 6 Гц
Абмеркаванне:
Гэта вядома :
f₁ = 680 Гц
f₂ = 700 Гц
v_s1 = 0 м/с
v_s2 = – 20 м/с
v = 340 м/с
Спыталі :
f паветраны змей?
Джаваб :
Слухач стаіць побач з крыніцай гуку, таму можна зрабіць выснову, што крыніца гуку знаходзіцца ў стане спакою адносна слухача. Частата гуку, якую чуе слухач ад крыніцы гуку, якая знаходзіцца ў стане спакою, складае:
742 хз
Іншая крыніца гуку рухаецца. Разлічыце частату гуку, якую чуе слухач ад рухомай крыніцы гуку:

Частата гукавой хвалі = рознасць частаты дзвюх інтэрферуючых гукавых хваль
Частата паветраных змеяў:
744 Гц – 742 Гц = 2 герцы
Правільны адказ — А.

10. Два аўтамабілі A і B рухаюцца насустрач адзін аднаму са хуткасцю 20 мс⁻¹ ^і 40 мс⁻¹ ^{адпаведна} . Затым аўтамабіль B падае гукавы сігнал з частатой 580 Гц, хуткасць гуку ў паветры складае 330 мс⁻¹ ^, тады частата, якую чуе кіроўца аўтамабіля A перад тым, як яны раз’едуцца, складае…

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

Абмеркаванне

Правілы падпісання:
v заўсёды дадатнае
v_p станоўчы, калі слухач набліжаецца да крыніцы гуку
v_p адмоўны, калі слухач адыходзіць ад крыніцы гуку
v_s станоўчы, калі крыніца гуку накіравана ў адваротны бок ад слухача
v_s адмоўны, калі крыніца гуку набліжаецца да слухача
v_p = 0, калі слухач маўчыць
v_s = 0, калі крыніца гуку нерухомая

Вядома, што:
Частата крыніцы гуку (f) = 580 Гц
Хуткасць слухача (v_p) = 20 мс^-1
Хуткасць крыніцы гуку (v)_s) = -40 мс^-1
Хуткасць гуку (v) = 330 мс^-1
Спыталі: Частата гуку, які чуе слухач (ф')
Адказ:

Формула эфекту Доплера:
Правільны адказ — Б.

11. Аўтамабіль А і аўтамабіль В аддаляюцца адзін ад аднаго, аўтамабіль А рухаецца са хуткасцю 36 км/г ^-1, адначасова падаючы доўгі гукавы сігнал з частатой 700 Гц, хуткасць гуку ў паветры складае 340 мс ^-1 . Калі частата гудка, які чуе кіроўца аўтамабіля В, = 600 Гц, то хуткасць аўтамабіля В складае….

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

Абмеркаванне
Вядома, што:
Частата крыніцы гуку (f) = 700 Гц
Частата гуку, які чуе слухач (f') = 600 Гц
Хуткасць крыніцы гуку (v)_s) = 36 км/гадзіну = 36 000 метраў / 3600 секунд = 10 м/с
Хуткасць гуку (v) = 340 мс^-1
Спыталі: Хуткасць слухача (v_p)
Адказ:
v_p адмоўны, таму што слухач адыходзіць ад крыніцы гуку.
v_s станоўча, таму што крыніца гуку аддаляецца ад слухача.
Правільны адказ — С.

12. Машына хуткай дапамогі А рухаецца з хуткасцю 0,25 v за седанам B, які рухаецца з хуткасцю 0,2 v у тым жа кірунку, што і A. У гэты час машына хуткай дапамогі А падае сірэну з частатой 1.000 Гц. Калі хуткасць гуку роўная v, частата, якую чуе кіроўца седана B, роўная…

А. 1.500 Гц
B. 1.250 Гц
C. 1.111 Гц
D. 1.067 Гц
У. 1.000 Гц

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Частата крыніцы гуку (f) = 1.000 Гц
Хуткасць крыніцы гуку (v)_s) = -0,25 В (адносна асяроддзя, якое праводзіць гук)
Хуткасць гуку (v) = v
Хуткасць слухача (v_p) = -0,2 В (адносна асяроддзя, якое праводзіць гук)
Спыталі Частата гуку, які чуе слухач (f')
Джаваб :

Формула эфекту Доплера:
Правілы падпісання:
v заўсёды дадатнае
v_p станоўчы, калі слухач набліжаецца да крыніцы гуку
v_p адмоўны, калі слухач адыходзіць ад крыніцы гуку
v_s станоўчы, калі крыніца гуку накіравана ў адваротны бок ад слухача
v_s адмоўны, калі крыніца гуку набліжаецца да слухача
v_p = 0, калі слухач маўчыць
v_s = 0, калі крыніца гуку нерухомая

Правільны адказ — Д.

13. Крыніца гуку з частатой 640 Гц рухаецца да назіральніка са хуткасцю 20 м/с. Калі хуткасць гуку ў паветры складае 340 м/с, а назіральнік аддаляецца ад крыніцы гуку са хуткасцю 10 м/с, то частата гуку, які чуе назіральнік, роўная…

А. 600 Гц
B. 660 Гц
C. 900 Гц
D. 980 Гц
У. 1300 Гц

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Частата крыніцы гуку (f) = 640 Гц
Хуткасць крыніцы гуку (v_s) = -20 м/с (адносна паветра як гукаправоднага асяроддзя)
Хуткасць гуку (v) = 340 м/с (адносна паветра як асяроддзя перадачы гуку)
Хуткасць слухача (v_p) = -10 м/с (адносна паветра як гукаправоднага асяроддзя)
Спыталі Частата гуку, які чуе слухач (f')
Джаваб :
Правільны адказ — Б.

14. Крыніца гуку рухаецца са хуткасцю 60 м/с, пакідаючы за сабой назіральніка, які рухаецца ў тым жа кірунку, што і крыніца гуку, са хуткасцю 10 м/с. Калі хуткасць гуку ў паветры складае 340 м/с, а частата крыніцы гуку — 800 Гц, то частата гуку, які чуе назіральнік, роўная…
А. 700 Гц
B. 800 Гц
C. 940 Гц
D. 960 Гц
У. 1.120 Гц
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Частата крыніцы гуку (f) = 800 Гц
Хуткасць крыніцы гуку (v_s) = 60 м/с (адносна паветра як гукаправоднага асяроддзя)
Хуткасць гуку (v) = 340 м/с (адносна паветра як асяроддзя перадачы гуку)
Хуткасць слухача (v_p) = 10 м/с (адносна паветра як гукаправоднага асяроддзя)
Спыталі Частата гуку, які чуе слухач (f')
Джаваб :

Правільны адказ — А.

Крыніца пытання:

Пытанні па фізіцы для нацыянальных экзаменаў у старшай школе/прафесійна-тэхнічнай школе