Efecto Doppler: problemas y soluciones
1.
(1) un observador que se mueve hacia la fuente estacionaria
(2) fuente moviéndose hacia el observador estacionario
(3) el observador y la fuente se aproximan entre sí
(4) el observador y la fuente se mueven a la misma velocidad
Si el tono escuchado es más alto que la frecuencia de la fuente emitida, entonces ¿Qué afirmación? arriba son correctot:
A. (1), (2) y (3)
B. (1), (2), (3) y (4)
C. (1) y (3)
D. (1) y (4)
E. (2) y (4)
Solución
La ecuación de la efecto Doppler :
Regla de los letreros:
La velocidad del sonido (v) siempre es positiva.
La velocidad del observador (vobses positivo si el observador se mueve hacia la fuente del sonido.
La velocidad del observador (vobses negativo si el observador se aleja de la fuente del sonido.
La velocidad de la fuente (vfuentees positivo si la fuente del sonido se aleja del observador.
La velocidad de la fuente (vfuentees negativo si la fuente del sonido se mueve hacia el observador.
La velocidad del observador (vobs) = 0 si un observador está en reposo
La velocidad de la fuente (vfuente) = 0 si la fuente está en reposo
Por ejemplo:
La velocidad del observador (vobs) = 60 m/s, si el observador está en reposo entonces vobs = 0
La velocidad de la fuente (vfuente) = 40 m/s, si la fuente del sonido está en reposo entonces vfuente = 0
La velocidad del sonido (v) = 340 m/s
La frecuencia del sonido (f) = 1000 Hertz
Un observador que se mueve hacia la fuente estacionaria
El oservidor b velocidad (vobs) es positivo si observador moviéndose hacia la fuente del sonido
La fuente del sonido en reposo así vfuente = 0
Fuente moviéndose hacia el observador estacionario
La velocidad de la fuente (vfuentees negativo si la fuente del sonido se mueve hacia un observador.
Observador en reposo así (vobs) = 0
El observador y la fuente se aproximan entre sí.
La velocidad del observador (vobses positivo si el observador se mueve hacia la fuente del sonido.
La velocidad de la fuente (vsazucares negativo si la fuente del sonido se mueve hacia el observador.
El observador y la fuente se mueven a la misma velocidad.
Si la fuente del sonido y el observador se mueven a la misma velocidad, no se produce el efecto Doppler.
2. Un observador se encuentra en reposo cerca de la fuente de un sonido de frecuencia 684 Hz. Otro observador percibe una fuente de sonido de 676 Hz que se mueve hacia él a 2 n/s. Si la velocidad de las ondas sonoras en el aire es de 340 m/s, ¿cuál es la frecuencia de batido que escucha el observador?
Conocido :
La frecuencia de la fuente del sonido 1 (f1) = 684 Hz (reposo)
La frecuencia de la fuente del sonido 2 (f2) = 676 Hz (movimiento)
La velocidad de la fuente del sonido 2 (v2) = 2 m/s (moviéndose hacia el observador)
La velocidad de la fuente de las ondas sonoras en el aire (v) = 340 m/s
Querido: La frecuencia de pulsación escuchada por el observador
solución:
La ecuación del efecto Doppler:
Regla de los letreros:
La velocidad del sonido (v) siempre es positiva.
La velocidad del observador (vobses positivo si el observador se mueve hacia la fuente del sonido.
La velocidad del observador (vobses negativo si el observador se aleja de la fuente del sonido.
La velocidad de la fuente (vfuentees positivo si la fuente del sonido se aleja del observador.
La velocidad de la fuente (vfuentees negativo si la fuente del sonido se mueve hacia el observador.
La velocidad del observador (vobs) = 0 si un observador está en reposo
La velocidad de la fuente (vfuente) = 0 si la fuente está en reposo
La frecuencia de batido escuchada por el observador = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.
3. Una fuente de sonido que se mueve hacia un observador estacionario a 20 m/s. La frecuencia de la fuente de sonido es de 380 Hz. La velocidad del sonido es de 380 Hz. olas en el aire = 400 ms-1¿Cuál es la frecuencia de las ondas sonoras que escucha el observador?
Conocido :
La velocidad de la fuente del sonido (vfuente) = 20 m/s
La velocidad del observador (vp) = 0
La frecuencia de la fuente del sonido (f) = 380 Hz
La velocidad de la fuente de las ondas sonoras (v) = 400 m/s-1
Querido: La frecuencia de las ondas sonoras escuchadas por el observador
4. El coche A se mueve a 72 km/h y el coche B a 90 km/h, acercándose el uno al otro. El coche A tocó la bocina con una frecuencia de 650 Hz. Si la velocidad de las ondas sonoras en el aire es de 350 m/s, ¿cuál es la frecuencia del sonido que el conductor del coche B oye proveniente del coche A?
Conocido :
La velocidad del coche A (vA) = 72 km/h = 20 m/s, aproximarse al coche B
La velocidad del coche B (vB) = 90 km/h = 25 m/s, aproximarse al coche A
La frecuencia del sonido del coche A (fA) = 650Hz
La velocidad de las ondas sonoras en el aire (v) = 350 m/s
Se busca: Frecuencia del sonido que escucha el conductor del coche B procedente del coche A.
solución:
La velocidad del sonido (v) siempre es positiva.
La velocidad del observador (vobses positivo si el observador se mueve hacia la fuente del sonido.
La velocidad del observador (vobses negativo si el observador se aleja de la fuente del sonido.
La velocidad de la fuente (vfuentees positivo si la fuente del sonido se aleja del observador.
La velocidad de la fuente (vfuente) es negativo si la fuente del sonido moviéndose hacia el observador
La velocidad del observador (vobs) = 0 si un observador está en reposo
La velocidad de la fuente (vfuente) = 0 si la fuente está en reposo
5. Una fuente de sonido se mueve a 10 m/s acercándose a un observador estacionario. La frecuencia de la fuente de sonido es de 380 Hz y la velocidad de las ondas sonoras en el aire es de 400 m/s. ¿Cuál es la frecuencia de las ondas sonoras que escucha el observador?
Conocido :
La velocidad de la fuente del sonido (vs) = 20 m/s
La velocidad del observador (vp) = 0
La frecuencia de la fuente del sonido (f) = 380 Hz
La velocidad de las ondas sonoras en el aire (v) = 400 m/s
Querido: La frecuencia de las ondas sonoras escuchadas por el observador
solución:
La velocidad del sonido (v) siempre es positiva.
La velocidad del observador (vobses positivo si el observador se mueve hacia la fuente del sonido.
La velocidad del observador (vobses negativo si el observador se aleja de la fuente del sonido.
La velocidad de la fuente (vfuentees positivo si la fuente del sonido se aleja del observador.
La velocidad de la fuente (vfuentees negativo si la fuente del sonido se mueve hacia el observador.
La velocidad del observador (vobs) = 0 si un observador está en reposo
La velocidad de la fuente (vfuente) = 0 si la fuente está en reposo
6. Un automóvil que se mueve hacia un observador estacionario emite ondas sonoras de 490 Hz. La frecuencia de batido que se escucha es de 10 Hz. Si la velocidad de las ondas sonoras en el aire es de 340 m/s, ¿cuál es la velocidad del automóvil?
Conocido :
La frecuencia del sonido (f) = 490 Hertz
La velocidad de las ondas sonoras en el aire (v) = 340 m/s
El observante se acerca a la fuente de sonido de modo que La frecuencia del sonido escuchado es mayor que la frecuencia de la fuente sonora. La frecuencia del sonido = 490 Hertz y la frecuencia de batido = 10 Hertz de modo que la frecuencia del sonido escuchado por un observador (f') = 500 Hertz.
Querido: la velocidad del coche
solución:
La ecuación del efecto Doppler:
Regla de los letreros:
La velocidad del sonido (v) siempre es positiva.
La velocidad del observador (vobses positivo si el observador se mueve hacia la fuente del sonido.
La velocidad del observador (vobses negativo si el observador se aleja de la fuente del sonido.
La velocidad de la fuente (vfuentees positivo si la fuente del sonido se aleja del observador.
La velocidad de la fuente (vfuentees negativo si la fuente del sonido se mueve hacia el observador.
La velocidad del observador (vobs) = 0 si un observador está en reposo
La velocidad de la fuente (vfuente) = 0 si la fuente está en reposo
La velocidad del coche es de 6.9 m/s.
7. El coche patrulla que hacía sonar una sirena de 930 Hz persiguió a alguien que huyó en motocicleta a una velocidad de 72 km/h.-1La velocidad de los coches de policía alcanza los 108 km/h.-1Si la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s, entonces la frecuencia de los sonidos de sirena que oyen los motociclistas es…
solución:
Regla de los letreros:
La velocidad del sonido (v) siempre es positiva.
La velocidad del observador (vobses positivo si el observador se mueve hacia la fuente del sonido.
La velocidad del observador (vobses negativo si el observador se aleja de la fuente del sonido.
La velocidad de la fuente (vfuentees positivo si la fuente del sonido se aleja del observador.
La velocidad de la fuente (vfuentees negativo si la fuente del sonido se mueve hacia el observador.
La velocidad del observador (vobs) = 0 si un observador está en reposo
La velocidad de la fuente (vfuente) = 0 si la fuente está en reposo
Conocido :
La frecuencia de la fuente de sonido (f) = 930 Hz
La velocidad del observador (vp) = 72 km/hora-1 = 72 (1000 metros) / 3600 (segundos) = 72 000/3600 metros/segundo = 20 m/s = -20 ms-1
La velocidad de la fuente de sonido (vfuente) = 108 km/hora-1 = 108 (1000 metros) / (3600 segundos) = 108 000 / 3600 metros/segundo = 30 m/s = -30 ms-1
La velocidad de la fuente de las ondas sonoras (v) = 340 m/s-1
Buscado : La frecuencia de las ondas sonoras percibidas por un observador (f')
solución:
La ecuación del efecto Doppler:
8. Una ambulancia se mueve a 72 km/h.-1 mientras suena una sirena con una frecuencia de 1500 Hz. Los motociclistas se mueven a velocidades de 20 m/s.-1 en dirección opuesta con las ambulancias. Si la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s-1Entonces, la relación de frecuencias escuchadas por los motociclistas al acercarse y alejarse de la ambulancia es…
Conocido :
La frecuencia de la fuente de sonido (f) = 1500 Hz
La velocidad del observador (vp) = 20 m/s
La velocidad de la fuente de sonido (vfuente) = 72 km/hora = 72 (1000 metros) / 3600 segundos = 72 000 / 3600 metros/segundos = 20 m/s
La velocidad de la fuente de las ondas sonoras (v) = 340 m/s
Querido: La relación de frecuencias escuchadas por los motociclistas al acercarse y alejarse de la ambulancia.
solución:
La ecuación del efecto Doppler:
Frecuencias que escuchan los motociclistas al acercarse a las ambulancias.
Ambos se encuentran en direcciones opuestas, de modo que cuando la motocicleta se acerca a la ambulancia, ambos vehículos se aproximan entre sí.p es positivo si el oyente se acerca a la fuente de sonido y vs is negativo si la fuente de sonido se acerca al oyente.
Los motociclistas escuchan frecuencias mientras se alejan de la ambulancia.
Ambos se mueven en direcciones opuestas, de modo que cuando la motocicleta se aleja de la ambulancia, ambos se alejan el uno del otro.p es negativo si el oyente está lejos de la fuente de sonido y vs is positivo si la fuente de sonido está lejos del oyente.
Tla relación de frecuencias escuchadas por los motociclistas al acercarse y alejarse de la ambulancia
- ¿Qué es el efecto Doppler?
- Respuesta El efecto Doppler describe el cambio en la frecuencia o la longitud de onda de una onda en relación con un observador que se mueve con respecto a la fuente de la onda.
- ¿Cómo se manifiesta el efecto Doppler en las ondas sonoras?
- Respuesta Cuando una fuente sonora se acerca a un observador, este percibe una frecuencia (o tono) más alta que cuando la fuente está estática. Por el contrario, a medida que la fuente sonora se aleja del observador, la frecuencia percibida disminuye.
- ¿Cuál es la diferencia entre el corrimiento al rojo y el corrimiento al azul en términos del efecto Doppler?
- Respuesta En términos de ondas electromagnéticas (como la luz), el desplazamiento al rojo se refiere al cambio de la luz hacia longitudes de onda más largas (o frecuencias más bajas) cuando una fuente se aleja de un observador. Por otro lado, el desplazamiento al azul se refiere al cambio de la luz hacia longitudes de onda más cortas (o frecuencias más altas) cuando la fuente se acerca al observador.
- ¿Cómo se aplica el efecto Doppler a las galaxias y a su movimiento en el universo?
- Respuesta Muchas galaxias presentan desplazamiento al rojo, lo que indica que se están alejando de nosotros. Esta observación constituye una prueba fundamental de la expansión del universo.
- ¿Qué papel desempeña el efecto Doppler en la tecnología de radar meteorológico?
- Respuesta El radar Doppler mide el cambio en la frecuencia de la señal de radar reflejada causado por objetos en movimiento, como gotas de lluvia o granizo. Esto permite a los meteorólogos detectar el movimiento de la precipitación y medir la velocidad y dirección del viento.
- ¿El efecto Doppler se observa únicamente en las ondas sonoras y luminosas?
- Respuesta No, el efecto Doppler se puede observar en cualquier tipo de onda, ya sea sonido, luz u otra radiación electromagnética. Simplemente requiere movimiento relativo entre la fuente y el observador.
- ¿Cómo afecta la velocidad relativa entre la fuente y el observador a la magnitud del efecto Doppler?
- Respuesta Cuanto mayor sea la velocidad relativa entre la fuente y el observador, más pronunciado será el efecto Doppler. Por ejemplo, una ambulancia que se mueve rápidamente producirá un cambio de tono más perceptible al pasar que una que se mueve lentamente.
- ¿Por qué no percibimos el efecto Doppler en la luz de los faros de un coche cuando se acerca a nosotros por la noche?
- Respuesta Si bien el efecto Doppler se produce en los faros del automóvil, la velocidad del vehículo es demasiado pequeña en comparación con la velocidad de la luz. Por lo tanto, el desplazamiento Doppler en la frecuencia/longitud de onda de la luz es minúsculo e indetectable para el ojo humano.
- ¿Cómo utilizan animales como los murciélagos el efecto Doppler?
- Respuesta Los murciélagos utilizan la ecolocalización, emitiendo ondas sonoras y escuchando los ecos para localizar y capturar a sus presas. El efecto Doppler entra en juego cuando el murciélago o su presa se mueven, provocando un cambio en la frecuencia de las ondas sonoras reflejadas, que el murciélago puede detectar y utilizar para calcular el movimiento y la distancia.
- ¿Qué relación tiene el efecto Doppler con la sirena de un vehículo de emergencia?
- Respuesta Cuando se acerca un vehículo de emergencia con sirena, las ondas sonoras se comprimen, lo que resulta en una frecuencia o tono más alto. Al pasar el vehículo y alejarse, las ondas sonoras se estiran, lo que produce una frecuencia o tono más bajo. Este es el efecto Doppler en acción, y es la razón por la que la sirena suena diferente cuando el vehículo se acerca y luego se aleja.
