Ekzemplaj Demandoj pri la Doplera Efiko

14 Ekzemploj de Doplera Efiko Demandoj

1. El la sekva aserto:
(1) P alproksimiĝas al S, kiu estas senmova
(2) S alproksimiĝas al P kiu estas senmova
(3) P kaj S alproksimiĝas unu al la alia
(4) S kaj P moviĝas kun la sama rapideco
Se P (aŭskultanto) aŭdas sono kun frekvenco pli alta ol la frekvenco elsendita de S (fonto), tiam la ĝusta aserto estas...
A. (1), (2) kaj (3) nur
B. (1), (2), (3) kaj (4)
C. (1) kaj (3) nur
D. (1) kaj (4) nur
E. (2) kaj (4) nur
Diskuto

Por pruvi tion matematike, ni unue faras la kalkulojn kiel diskutite sube. La jenaj datumoj estas supozo.
Aŭskultanta rapido (v_p) = 60 m/s, se la aŭskultanto silentas tiam vp = 0
La rapido de la sonfonto (v)_s) = 40 m/s, se la sonfonto estas senmova tiam vs = 0
Sonorapido (v) = 340 m/s
Sonfrekvenco (f) = 1000 Hercoj

P alproksimiĝas al S, kiu estas senmova
vp estas pozitiva se la aŭskultanto alproksimiĝas al la sonfonto
La sonfonto estas silenta tiel ke v_s = 0

S alproksimiĝas al P kiu estas senmova
kontraŭ negativa se la sonfonto alproksimiĝas al la aŭskultanto
La aŭskultanto silentis tiel ke v_p = 0

P kaj S alproksimiĝas unu al la alia
vp estas pozitiva se la aŭskultanto alproksimiĝas al la sonfonto
kontraŭ negativa se la sonfonto alproksimiĝas al la aŭskultanto

S kaj P moviĝas kun la sama rapideco
Se la sonfonto kaj la aŭskultanto moviĝas kun la sama rapido, la Doplera efiko ne okazas.
La ĝusta respondo estas A.

2. Aŭskultanto staras apud sonfonto kun frekvenco de 684 Hz. Alia sonfonto kun frekvenco de 676 Hz moviĝas al la aŭskultanto kun rapideco de 2 m/s.^-1Se la rapido de sono-disvastiĝo en aero estas 340 ms^-1, tiam la frekvenco de la kajto aŭdata de la aŭskultanto estas...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
Ĉ. 4 Hz
D. 5 Hz
E. 6 Hz
Diskuto
Estas konate, ke:
Frekvenco de sonfonto 1 (f₁) = 684 Hz (kvieta)
Frekuensi sonfonto 2 (f₂) = 676 Hz (moviĝanta)
La rapido de la sonfonto 2 (v₂) = 2 m/s (moviĝante direkte al la aŭskultanto)
Sonorapido en aero (v) = 340 m/s
Demandita: La frekvenco de la kajto aŭdata de la aŭskultanto
Respondo:
Unue kalkulu la frekvencon de la sono aŭdata de la sonfonto moviĝanta pli proksimen al la aŭskultanto.

Kajta frekvenco = diferenco inter du sonfrekvencoj aŭdataj de la aŭskultanto = frekvenco de la senmova sonfonto – frekvenco de la moviĝanta sonfonto = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

La ĝusta respondo estas C.

3. Sonfonto moviĝas kun rapideco de 20 ms^-1 alproksimiĝante al senmova persono. La frekvenco de la sonfonto estas 380 Hz. Kaj la rapido de sono en aero estas 400 ms.^-1La frekvenco de la sonondoj, kiujn la persono aŭdas, estas…

A. 400 Hz

B. 420 Hz

Ĉ. 440 Hz

D. 460 Hz

E. 480 Hz

Diskuto

Estas konate, ke:

La rapido de la sonfonto (v_s) = 20 ms^-1

Aŭskultanta rapido (v_p) = 0

Sonfonta frekvenco (f) = 380 Hz

Sonorapido (v) = 400 ms^-1

Demandis: La frekvenco de la aŭdataj sonondoj

La ĝusta respondo estas A.

4. Trajno A moviĝas kun rapideco de 72 km/hore kaj trajno B moviĝas unu al la alia kun rapideco de 90 km/hore. Trajnisto A sonigas fajfilon kun frekvenco de 650 Hz. Se la rapido de sono-disvastiĝo en aero estas 350 ms^-1, tiam la frekvenco, kiun inĝeniero B aŭdas de fajfilo A, estas...

A. 800 Hz

B. 740 Hz

Ĉ. 600 Hz

D. 540 Hz

E. 400 Hz

Diskuto

Estas konate, ke:

Rapido de trajno A (v_A) = 72 km/h = 20 m/s, alproksimiĝante al trajno B

Rapido de trajno B (v_B) = 90 km/h = 25 m/s, alproksimiĝante al trajno A

La sonfrekvenco de trajno A (f_A) = 650 Hz

Sonorapido en aero (v) = 350 m/s

Demandis: La frekvenco, kiun inĝeniero B aŭdas de fajfilo A

Respondo:

La sonfonto estas en trajno A kaj la aŭskultanto estas en trajno B.

5. Sonfonto moviĝas kun rapido de 20 m/s al senmova persono. La frekvenco de la sonfonto estas 380 Hz kaj la rapido de sono en aero estas 400 m/s. La frekvenco de la sonondoj aŭdataj de la persono estas...

A. 400 Hz

B. 420 Hz

Ĉ. 440 Hz

D. 460 Hz

E. 480 Hz

Diskuto

Estas konate, ke:

La rapido de la sonfonto (v_s) = 20 m/s

Aŭskultanta rapido (v_p) = 0

Sonfonta frekvenco (f) = 380 Hz

Sonorapido en aero (v) = 400 m/s

Demandis: Frekvenco de aŭdata sono

Respondo:

La ĝusta respondo estas A.

6. Infano staranta senmove blovas fajfilon je frekvenco de 490 Hz al aŭto moviĝanta al li, kiel montrite en la figuro. La aŭdebla diferenco inter la rekta ondo kaj la ondo reflektita de la aŭto estas 10 Hz. Se la rapido de sono en aero estas 340 m/s, tiam la rapido de la aŭto estas...

A. 6,9 ms^-1

B. 5,8 ms^-1

Ĉ. 4,4 ms ^-1

D. 3,8 ms ^-1

E. 3,4 ms ^-1

Diskuto

Estas konate, ke:

Sonfrekvenco (f) = 490 Hercoj

Sonorapido en aero (v) = 340 m/s

La aŭskultanto alproksimiĝas al la sonfonto tiel, ke la frekvenco de la aŭdata sono estas pli granda ol la frekvenco de la sonfonto. Sonfrekvenco = 490 Hercoj kaj kajta frekvenco = 10 Hercoj, do la aŭdata sonfrekvenco (f') = 500 Hercoj.

Demandis: Aŭtorapideco

Respondo:

La rapido de la aŭto estas 6,9 m/s.

La ĝusta respondo estas A.

7. Studento staras flanke de la vojo kiam aŭto moviĝas for de la studento kun rapideco de 40 m/s dum ĝi sonigas kornon kun frekvenco de 300 Hz. Se la rapido de sono en aero estas 360 m/s, tiam la frekvenco de la korno aŭdata de la studento estas ….
A. 250 Hz
B. 270 Hz
Ĉ. 300 Hz
D. 350 Hz
E. 400 Hz
Diskuto:
Formulo de la Doplera efiko por sono :
f' = frekvenco de sono aŭdata de la aŭskultanto (1/s = hz)
f = frekvenco de sono elsendita de la fonto (1/s = hz)
v = sonorapido (m/s)
v_p = aŭskultanta rapido (m/s)
v_s = rapido de sonfonto (m/s)
Reguloj pri subskriboj:
v estas ĉiam pozitiva
v_p pozitiva se la aŭskultanto alproksimiĝas al la sonfonto
v_p negativa se la aŭskultanto moviĝas for de la sonfonto
v_s pozitiva se la sonfonto moviĝas for de la aŭskultanto
v_s negativa se la sonfonto alproksimiĝas al la aŭskultanto
v_p = 0 se la aŭskultanto silentas
v_s = 0 se la sonfonto ankoraŭ estas
Estas konate :
v_s = 40 metroj/s
v_p = 0
f = 300 Hz
v = 360 m/s
Demandita :
f’
Jawab :

La ĝusta respondo estas B.

8. Sonfonto moviĝas kun rapido de 30 m/s al persono staranta ĉe la flanko de la vojo. La frekvenco de la sonfonto estas 360 Hz kaj la rapido de sono en aero estas 380 m/s. La frekvenco de la sonondoj aŭdataj de la persono estas...
A. 391 Hz
B. 400 Hz
Ĉ. 430 Hz
D. 440 Hz
E. 460 Hz
Diskuto:
Estas konate :
v_s = – 30 metroj/s
v_p = 0
f = 360 Hz
v = 380 m/s
Demandita :
f’
Jawab :

La ĝusta respondo estas A.

9. Aŭskultanto staras apud sonfonto kun frekvenco de 742 Hz. Alia sonfonto kun frekvenco de 700 Hz moviĝas al la aŭskultanto kun rapideco de 20 m/s. Se la rapido de sono en aero estas 340 m/s, tiam la frekvenco de la kajto aŭdata de la persono estas…
A. 2 Hz
B. 3 Hz
Ĉ. 4 Hz
D. 5 Hz
E. 6 Hz
Diskuto:
Estas konate :
f₁ = 680 Hz
f₂ = 700 Hz
v_s1 = 0 metroj/s
v_s2 = – 20 metroj/s
v = 340 m/s
Demandita :
f kajto?
Jawab :
La aŭskultanto staras apud la sonfonto, do oni povas konkludi, ke la sonfonto estas en ripozo rilate al la aŭskultanto. La sonfrekvenco aŭdata de la aŭskultanto de la sonfonto, kiu estas en ripozo, estas:
742 hz
Alia sonfonto moviĝas. Kalkulu la sonfrekvencon aŭdatan de la aŭskultanto de moviĝanta sonfonto:

La frekvenco de la sonondo = la diferenco en frekvenco de la du interferantaj sonondoj
La frekvenco de kajto estas:
744 Hz – 742 Hz = 2 hercoj
La ĝusta respondo estas A.

10. Du aŭtoj A kaj B moviĝas unu al la alia kun rapideco de 20 ms ĉiu.^-1 kaj 40 ms^-1Aŭto B tiam kornas kun frekvenco de 580 Hz, la rapido de sono en aero estas 330 ms^-1, tiam la frekvenco aŭdata de la ŝoforo de aŭto A antaŭ ol preterpasi estas….

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

Diskuto

Reguloj pri subskriboj:
v estas ĉiam pozitiva
v_p pozitiva se la aŭskultanto alproksimiĝas al la sonfonto
v_p negativa se la aŭskultanto moviĝas for de la sonfonto
v_s pozitiva se la sonfonto frontas for de la aŭskultanto
v_s negativa se la sonfonto alproksimiĝas al la aŭskultanto
v_p = 0 se la aŭskultanto silentas
v_s = 0 se la sonfonto ankoraŭ estas

Estas konate, ke:
Sonfonta frekvenco (f) = 580 Hz
Aŭskultanta rapido (v_p) = 20 ms^-1
La rapido de la sonfonto (v)_s) = -40 ms^-1
Sonorapido (v) = 330 ms^-1
Demandis: Frekvenco de sono aŭdata de la aŭskultanto (f')
Respondo:

Formulo de la Doplera efiko:
La ĝusta respondo estas B.

11. Aŭtomobilo A kaj aŭtomobilo B moviĝas for unu de la alia, aŭtomobilo A moviĝas kun rapideco de 36 km/h.^-1 dum sonigado de longa korno kun frekvenco de 700 Hz, la rapido de sono en aero estas 340 ms^-1Se la frekvenco de la korno aŭdata de la ŝoforo de aŭto B = 600 Hz, tiam la rapido de aŭto B estas….

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

Diskuto
Estas konate, ke:
Sonfonta frekvenco (f) = 700 Hz
La frekvenco de la sono aŭdata de la aŭskultanto (f') = 600 Hz
La rapido de la sonfonto (v)_s) = 36 km/hore = 36 000 metroj / 3600 sekundoj = 10 m/s
Sonorapido (v) = 340 ms^-1
Demandis: Aŭskultanta rapido (v_p)
Respondo:
v_p negativa ĉar la aŭskultanto moviĝas for de la sonfonto.
v_s pozitiva ĉar la sonfonto moviĝas for de la aŭskultanto.
La ĝusta respondo estas C.

12. Ambulanco A moviĝas je rapido de 0,25 v malantaŭ la kabinaŭto B, kiu moviĝas je rapido de 0,2 v en la sama direkto kiel A. Tiam, ambulanco A sonigas sian sirenon je 1.000 Hz. Se la rapido de sono estas v, la frekvenco aŭdata de la ŝoforo de la kabinaŭto B estas...

A. 1.500 Hz
B. 1.250 Hz
Ĉ. 1.111 Hz
D. 1.067 Hz
E. 1.000 Hz

Diskuto
Estas konate :
Sonfonta frekvenco (f) = 1.000 Hz
La rapido de la sonfonto (v)_s) = -0,25 v (relative al la medio, kiu konduktas sonon)
Sonorapido (v) = v
Aŭskultanta rapido (v_p) = -0,2 v (relative al la medio, kiu konduktas sonon)
Demandita : Frekvenco de sono aŭdata de la aŭskultanto (f')
Jawab :

Formulo de la Doplera efiko:
Reguloj pri subskriboj:
v estas ĉiam pozitiva
v_p pozitiva se la aŭskultanto alproksimiĝas al la sonfonto
v_p negativa se la aŭskultanto moviĝas for de la sonfonto
v_s pozitiva se la sonfonto frontas for de la aŭskultanto
v_s negativa se la sonfonto alproksimiĝas al la aŭskultanto
v_p = 0 se la aŭskultanto silentas
v_s = 0 se la sonfonto ankoraŭ estas

La ĝusta respondo estas D.

13. Sonfonto kun frekvenco de 640 Hz moviĝas al observanto kun rapido de 20 m/s. Se la rapido de sono en aero estas 340 m/s kaj la observanto moviĝas for de la sonfonto kun rapido de 10 m/s, tiam la frekvenco de la sono aŭdata de la observanto estas…

A. 600 Hz
B. 660 Hz
Ĉ. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1300 Hz

Diskuto
Estas konate :
Sonfonta frekvenco (f) = 640 Hz
La rapido de la sonfonto (v_s) = -20 m/s (relative al aero kiel sonkondukta medio)
Sonorapido (v) = 340 m/s (relative al aero kiel sontransiga medio)
Aŭskultanta rapido (v_p) = -10 m/s (relative al aero kiel sonkondukta medio)
Demandita : Frekvenco de sono aŭdata de la aŭskultanto (f')
Jawab :
La ĝusta respondo estas B.

14. Sonfonto moviĝas kun rapido de 60 m/s, lasante observanton malantaŭ ĝi, kiu moviĝas en la sama direkto kiel la sonfonto kun rapido de 10 m/s. Se la rapido de sono en aero estas 340 m/s kaj la frekvenco de la sonfonto estas 800 Hz, tiam la frekvenco de la sono aŭdata de la observanto estas...
A. 700 Hz
B. 800 Hz
Ĉ. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz
Diskuto
Estas konate :
Sonfonta frekvenco (f) = 800 Hz
La rapido de la sonfonto (v_s) = 60 m/s (relative al aero kiel sonkondukta medio)
Sonorapido (v) = 340 m/s (relative al aero kiel sontransiga medio)
Aŭskultanta rapido (v_p) = 10 m/s (relative al aero kiel sonkondukta medio)
Demandita : Frekvenco de sono aŭdata de la aŭskultanto (f')
Jawab :

La ĝusta respondo estas A.

Fonto de demando:

Nacia Ekzameno Fizikaj Demandoj por Gimnazio/Metia Gimnazio