Eksempelspørgsmål om Doppler-effekten

14 eksempler på Doppler-effektspørgsmål

1. Fra følgende udsagn:
(1) P nærmer sig S, som er stationær
(2) S nærmer sig P, som er stationær
(3) P og S nærmer sig hinanden
(4) S og P bevæger sig med samme hastighed
Hvis P (lytteren) hører sund med en frekvens højere end den frekvens, der udsendes af S (kilde), så er den korrekte sætning...
Kun A. (1), (2) og (3)
B. (1), (2), (3) og (4)
Kun C. (1) og (3)
Kun D. (1) og (4)
Kun E. (2) og (4)
Diskussion

For at bevise dette matematisk udfører vi først beregningerne som beskrevet nedenfor. Følgende data er en antagelse.
Lytterhastighed (v)_p) = 60 m/s, hvis lytteren er tavs, så er vp = 0
Lydkildens hastighed (v)_s) = 40 m/s, hvis lydkilden er stationær, så er vs = 0
Lydens hastighed (v) = 340 m/s
Lydfrekvens (f) = 1000 Hertz

P nærmer sig S, som er stationær
vp er positiv, hvis lytteren nærmer sig lydkilden
Lydkilden er lydløs, så v_s = 0

S nærmer sig P, som er stationær
vs. negativ, hvis lydkilden nærmer sig lytteren
Lytteren var tavs, så v_p = 0

P og S nærmer sig hinanden
vp er positiv, hvis lytteren nærmer sig lydkilden
vs. negativ, hvis lydkilden nærmer sig lytteren

S og P bevæger sig med samme hastighed
Hvis lydkilden og lytteren bevæger sig med samme hastighed, forekommer Doppler-effekten ikke.
Det rigtige svar er A.

2. En lytter står ved siden af ​​en lydkilde med en frekvens på 684 Hz. En anden lydkilde med en frekvens på 676 Hz bevæger sig mod lytteren med en hastighed på 2 m/s.^-1Hvis lydens udbredelseshastighed i luft er 340 ms^-1, så er frekvensen af ​​den drage, som lytteren hører,...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
Ø. 6 Hz
Diskussion
Det er kendt, at:
Frekvens af lydkilde 1 (f₁) = 684 Hz (stille)
Frekuensi lydkilde 2 (f₂) = 676 Hz (bevægelse)
Lydkildens hastighed 2 (v₂) = 2 m/s (bevæger sig mod lytteren)
Lydhastighed i luft (v) = 340 m/s
Spurgt: Frekvensen af ​​dragen, som lytteren hører
Svar:
Beregn først frekvensen af ​​den lyd, der høres fra lydkilden, der bevæger sig tættere på lytteren.

Dragefrekvens = forskellen mellem to lydfrekvenser, som lytteren hører = frekvensen af ​​den stationære lydkilde – frekvensen af ​​den bevægelige lydkilde = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

Det rigtige svar er C.

3. En lydkilde bevæger sig med en hastighed på 20 m/ ^s mod en stationær person. Lydkildens frekvens er 380 Hz. Lydens hastighed i luft er 400 m/ ^s . Frekvensen af ​​de lydbølger, som personen hører, er…

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

Ø. 480 Hz

Diskussion

Det er kendt, at:

Lydkildens hastighed (v _s ) = 20 ms ^-1

Lytterens hastighed (v _p ) = 0

Lydkildefrekvens (f) = 380 Hz

Lydhastighed (v) = 400 ms ^-1

Spurgt: Hyppigheden af ​​lydbølger, der høres

Det rigtige svar er A.

4. Tog A kører med en hastighed på 72 km/t, og tog B kører mod hinanden med en hastighed på 90 km/t. Lokomotivføreren af ​​tog A blæser i en fløjte med en frekvens på 650 Hz. Hvis lydhastigheden i luft er 350 ms ^-1 , så er den frekvens, som lokomotivfører B hører fra fløjte A,...

A. 800 Hz

B. 740 Hz

C. 600 Hz

D. 540 Hz

Ø. 400 Hz

Diskussion

Det er kendt, at:

Hastigheden af ​​tog A (v _A ) = 72 km/time = 20 m/s, der nærmer sig tog B

Hastigheden af ​​tog B (v _B ) = 90 km/time = 25 m/s, der nærmer sig tog A

Lydfrekvensen for tog A (fA ₎ = 650 Hz

Lydhastighed i luft (v) = 350 m/s

Spørgsmål: Frekvensen som maskinfører B hører fra fløjte A

Svar:

Lydkilden er i tog A, og lytteren er i tog B.

5. En lydkilde bevæger sig med en hastighed på 20 m/s og nærmer sig en stillestående person. Lydkildens frekvens er 380 Hz, og lydens hastighed i luft er 400 m/s. Frekvensen af ​​de lydbølger, som personen hører, er...

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

Ø. 480 Hz

Diskussion

Det er kendt, at:

Lydkildens hastighed (v _s ) = 20 m/s

Lytterens hastighed (v _p ) = 0

Lydkildefrekvens (f) = 380 Hz

Lydhastighed i luft (v) = 400 m/s

Spurgt: Hyppigheden af ​​den hørte lyd

Svar:

Det rigtige svar er A.

6. Et barn, der står stille, blæser i en fløjte med en frekvens på 490 Hz mod en bil, der kører imod barnet, som vist på figuren. Forskellen mellem den direkte bølge og den bølge, der reflekteres fra bilen, er 10 Hz. Hvis lydens hastighed i luft er 340 m/s, så er bilens hastighed...

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

Diskussion

Det er kendt, at:

Lydfrekvens (f) = 490 Hertz

Lydhastighed i luft (v) = 340 m/s

Lytteren nærmer sig lydkilden, således at frekvensen af ​​den hørte lyd er større end lydkildens frekvens. Lydfrekvens = 490 Hertz og dragefrekvens = 10 Hertz, så den hørte lydfrekvens (f') = 500 Hertz.

Spurgt: Bilens hastighed

Svar:

Bilens hastighed er 6,9 m/s.

Det rigtige svar er A.

7. En elev står ved vejkanten, da en bil kører væk fra eleven med en hastighed på 40 m/s, mens den horner med en frekvens på 300 Hz. Hvis lydhastigheden i luft er 360 m/s, så er frekvensen af ​​det horn, som eleven hører, ….
A. 250 Hz
B. 270 Hz
C. 300 Hz
D. 350 Hz
Ø. 400 Hz
Diskussion:
Doppler-effektens formel for lyd :
f' = frekvensen af ​​lyden, som lytteren hører (1/s = hz)
f = frekvensen af ​​lyd udsendt af kilden (1/s = hz)
v = lydens hastighed (m/s)
v_p = lytterhastighed (m/s)
v_s = lydkildens hastighed (m/s)
Regler for skiltning:
v er altid positiv
v_p positiv, hvis lytteren nærmer sig lydkilden
v_p negativ, hvis lytteren bevæger sig væk fra lydkilden
v_s positiv, hvis lydkilden bevæger sig væk fra lytteren
v_s negativ, hvis lydkilden nærmer sig lytteren
v_p = 0 hvis lytteren er tavs
v_s = 0 hvis lydkilden stadig er
Det er kendt :
v_s = 40 m/s
v_p = 0
f = 300 Hz
v = 360 m/s
Spurgte :
f’
Jawab :

Det rigtige svar er B.

8. En lydkilde bevæger sig med en hastighed på 30 m/s mod en person, der står ved vejkanten. Lydkildens frekvens er 360 Hz, og lydens hastighed i luft er 380 m/s. Frekvensen af ​​de lydbølger, som personen hører, er...
A. 391 Hz
B. 400 Hz
C. 430 Hz
D. 440 Hz
Ø. 460 Hz
Diskussion:
Det er kendt :
v_s = – 30 m/s
v_p = 0
f = 360 Hz
v = 380 m/s
Spurgte :
f’
Jawab :

Det rigtige svar er A.

9. En lytter står ved siden af ​​en lydkilde med en frekvens på 742 Hz. En anden lydkilde med en frekvens på 700 Hz bevæger sig mod lytteren med en hastighed på 20 m/s. Hvis lydens hastighed i luften er 340 m/s, så er frekvensen af ​​den drage, som personen hører,…
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
Ø. 6 Hz
Diskussion:
Det er kendt :
f₁ = 680 Hz
f₂ = 700 Hz
v_s1 = 0 m/s
v_s2 = – 20 m/s
v = 340 m/s
Spurgte :
en drage?
Jawab :
Lytteren står ved siden af ​​lydkilden, så det kan konkluderes, at lydkilden er i ro i forhold til lytteren. Lydfrekvensen, som lytteren hører fra den lydkilde, der er i ro, er:
742 hz
En anden lydkilde bevæger sig. Beregn den lydfrekvens, som lytteren hører fra en lydkilde i bevægelse:

Lydbølgens frekvens = forskellen i frekvens mellem de to interfererende lydbølger
Dragefrekvensen er:
744 hz – 742 hz = 2 hertz
Det rigtige svar er A.

10. To biler A og B bevæger sig mod hinanden med en hastighed på henholdsvis 20 ms ^-1 og 40 ms ^-1 . Bil B lyder derefter med hornet med en frekvens på 580 Hz. Lydhastigheden i luften er 330 ms ^-1 , og den frekvens, som føreren af ​​bil A hører, før de passerer hinanden, er….

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

Diskussion

Regler for skiltning:
v er altid positiv
v_p positiv, hvis lytteren nærmer sig lydkilden
v_p negativ, hvis lytteren bevæger sig væk fra lydkilden
v_s positiv, hvis lydkilden vender væk fra lytteren
v_s negativ, hvis lydkilden nærmer sig lytteren
v_p = 0 hvis lytteren er tavs
v_s = 0 hvis lydkilden stadig er

Det er kendt, at:
Lydkildefrekvens (f) = 580 Hz
Lytterhastighed (v)_p) = 20 ms^-1
Lydkildens hastighed (v)_s) = -40 ms^-1
Lydhastighed (v) = 330 ms^-1
Spurgte: Frekvens af lyd hørt af lytteren (f')
Svar:

Doppler-effektens formel:
Det rigtige svar er B.

11. Bil A og bil B bevæger sig væk fra hinanden. Bil A kører med en hastighed på 36 km/t ^-1, mens den lyder med et langt horn med en frekvens på 700 Hz. Lydhastigheden i luften er 340 ms ^-1 . Hvis frekvensen af ​​hornet, som føreren af ​​bil B hører, = 600 Hz, så er bil B's hastighed….

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

Diskussion
Det er kendt, at:
Lydkildefrekvens (f) = 700 Hz
Frekvensen af ​​den lyd, som lytteren hører (f') = 600 Hz
Lydkildens hastighed (v)_s) = 36 km/time = 36.000 meter / 3600 sekunder = 10 m/s
Lydhastighed (v) = 340 ms^-1
Spurgte: Lytterhastighed (v)_p)
Svar:
v_p negativ, fordi lytteren bevæger sig væk fra lydkilden.
v_s positiv fordi lydkilden bevæger sig væk fra lytteren.
Det rigtige svar er C.

12. Ambulance A kører med en hastighed på 0,25 V bag sedan B, som kører med en hastighed på 0,2 V i samme retning som A. På det tidspunkt udløser ambulance A sin sirene ved 1.000 Hz. Hvis lydhastigheden er v, er den frekvens, som føreren af ​​sedan B hører…

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

Diskussion
Det er kendt :
Lydkildefrekvens (f) = 1.000 Hz
Lydkildens hastighed (v)_s) = -0,25 v (i forhold til det medium, der leder lyd)
Lydens hastighed (v) = v
Lytterhastighed (v)_p) = -0,2 v (i forhold til det medium, der leder lyd)
Spurgte : Frekvens af lyd hørt af lytteren (f')
Jawab :

Doppler-effektens formel:
Regler for skiltning:
v er altid positiv
v_p positiv, hvis lytteren nærmer sig lydkilden
v_p negativ, hvis lytteren bevæger sig væk fra lydkilden
v_s positiv, hvis lydkilden vender væk fra lytteren
v_s negativ, hvis lydkilden nærmer sig lytteren
v_p = 0 hvis lytteren er tavs
v_s = 0 hvis lydkilden stadig er

Det rigtige svar er D.

13. En lydkilde med en frekvens på 640 Hz bevæger sig mod en observatør med en hastighed på 20 m/s. Hvis lydens hastighed i luft er 340 m/s, og observatøren bevæger sig væk fra lydkilden med en hastighed på 10 m/s, så er frekvensen af ​​den lyd, som observatøren hører…

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

Diskussion
Det er kendt :
Lydkildefrekvens (f) = 640 Hz
Lydkildens hastighed (v_s) = -20 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)
Lydhastighed (v) = 340 m/s (i forhold til luft som lydtransmissionsmedium)
Lytterhastighed (v_p) = -10 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)
Spurgte : Frekvens af lyd hørt af lytteren (f')
Jawab :
Det rigtige svar er B.

14. En lydkilde bevæger sig med en hastighed på 60 m/s og efterlader en observatør bag sig, der bevæger sig i samme retning som lydkilden med en hastighed på 10 m/s. Hvis lydens hastighed i luft er 340 m/s, og lydkildens frekvens er 800 Hz, så er frekvensen af ​​den lyd, som observatøren hører…
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
Ø. 1.120 Hz
Diskussion
Det er kendt :
Lydkildefrekvens (f) = 800 Hz
Lydkildens hastighed (v_s) = 60 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)
Lydhastighed (v) = 340 m/s (i forhold til luft som lydtransmissionsmedium)
Lytterhastighed (v_p) = 10 m/s (i forhold til luft som lydledende medium)
Spurgte : Frekvens af lyd hørt af lytteren (f')
Jawab :

Det rigtige svar er A.

Spørgsmålskilde:

Nationale eksamensspørgsmål i fysik til gymnasiet/erhvervsgymnasiet