Exemples de questions sur l'effet Doppler

14 exemples de questions sur l'effet Doppler

1. D'après la déclaration suivante :
(1) P tend vers S qui est stationnaire
(2) S s'approche de P qui est stationnaire
(3) P et S se rapprochent l'un de l'autre
(4) S et P se déplacent à la même vitesse
Si P (l'auditeur) entend son avec une fréquence supérieure à la fréquence émise par S (source), alors l'affirmation correcte est...
A. (1), (2) et (3) seulement
B. (1), (2), (3) et (4)
C. (1) et (3) seulement
D. (1) et (4) seulement
E. (2) et (4) seulement
Discussion

Pour le démontrer mathématiquement, nous effectuons d'abord les calculs décrits ci-dessous. Les données suivantes constituent une hypothèse.
Vitesse de l'auditeur (v_p) = 60 m/s, si l'auditeur est silencieux, alors vp = 0
La vitesse de la source sonore (v)_s) = 40 m/s, si la source sonore est stationnaire, alors vs = 0
Vitesse du son (v) = 340 m/s
Fréquence sonore (f) = 1000 Hertz

P tend vers S qui est stationnaire.
vp est positif si l'auditeur se rapproche de la source sonore
La source sonore est silencieuse de sorte que v_s = 0

S se rapproche de P qui est stationnaire.
contre négatif si la source sonore se rapproche de l'auditeur
L'auditeur resta silencieux afin que v_p = 0

P et S se rapprochent l'un de l'autre.
vp est positif si l'auditeur se rapproche de la source sonore
contre négatif si la source sonore se rapproche de l'auditeur

S et P se déplacent à la même vitesse
Si la source sonore et l'auditeur se déplacent à la même vitesse, l'effet Doppler ne se produit pas.
La bonne réponse est A.

2. Un auditeur se tient à côté d'une source sonore d'une fréquence de 684 Hz. Une autre source sonore d'une fréquence de 676 Hz se déplace vers l'auditeur à une vitesse de 2 m/s.^-1Si la vitesse de propagation du son dans l'air est de 340 m/s^-1, alors la fréquence du cerf-volant entendue par l'auditeur est...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
E. 6 Hz
Discussion
Il est connu que :
Fréquence de la source sonore 1 (f₁) = 684 Hz (silencieux)
Frekuensi source sonore 2 (f₂) = 676 Hz (en mouvement)
La vitesse de la source sonore 2 (v₂) = 2 m/s (en direction de l'auditeur)
Vitesse du son dans l'air (v) = 340 m/s
Question posée : Quelle est la fréquence du cerf-volant perçue par l'auditeur ?
Répondre :
Calculez d'abord la fréquence du son perçu provenant de la source sonore qui se rapproche de l'auditeur.

Fréquence du cerf-volant = différence entre deux fréquences sonores entendues par l'auditeur = fréquence de la source sonore stationnaire – fréquence de la source sonore en mouvement = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

La bonne réponse est C.

3. Une source sonore se déplace à une vitesse de 20 m/ ^s vers une personne immobile. La fréquence de la source sonore est de 380 Hz. La vitesse du son dans l'air est de 400 m/ ^s . La fréquence des ondes sonores perçues par la personne est…

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

E. 480 Hz

Discussion

Il est connu que :

Vitesse de la source sonore (v _s ) = 20 m/ ^s

Vitesse de l'auditeur (v _p ) = 0

Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz

Vitesse du son (v) = 400 m/ ^s

Question posée : Fréquence des ondes sonores perçues

La bonne réponse est A.

4. Le train A roule à 72 km/h et le train B se dirige l'un vers l'autre à 90 km/h. Le conducteur du train A actionne un sifflet à une fréquence de 650 Hz. Si la vitesse du son dans l'air est de 350 m/ ^s , alors la fréquence perçue par le conducteur du train B en provenance du sifflet du train A est…

A. 800 Hz

B. 740 Hz

C. 600 Hz

D. 540 Hz

E. 400 Hz

Discussion

Il est connu que :

La vitesse du train A (v _A ) = 72 km/h = 20 m/s, s'approchant du train B

La vitesse du train B (v_{_B} ) = 90 km/h = 25 m/s, s'approchant du train A

La fréquence sonore du train A (f _A ) = 650 Hz

Vitesse du son dans l'air (v) = 350 m/s

Question : Quelle est la fréquence perçue par l'ingénieur B du sifflet A ?

Répondre :

La source sonore se trouve dans le train A et l'auditeur dans le train B.

5. Une source sonore se déplace à une vitesse de 20 m/s et s'approche d'une personne immobile. La fréquence de la source sonore est de 380 Hz et la vitesse du son dans l'air est de 400 m/s. La fréquence des ondes sonores perçues par la personne est…

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

E. 480 Hz

Discussion

Il est connu que :

La vitesse de la source sonore (v _s ) = 20 m/s

Vitesse de l'auditeur (v _p ) = 0

Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz

Vitesse du son dans l'air (v) = 400 m/s

Question posée : Fréquence du son entendu

Répondre :

La bonne réponse est A.

6. Un enfant immobile siffle à une fréquence de 490 Hz en direction d'une voiture qui se dirige vers lui, comme illustré sur la figure. La différence de fréquence entre l'onde directe et l'onde réfléchie par la voiture est de 10 Hz. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s, alors la vitesse de la voiture est de…

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

Discussion

Il est connu que :

Fréquence sonore (f) = 490 Hertz

Vitesse du son dans l'air (v) = 340 m/s

L'auditeur s'approche de la source sonore de sorte que la fréquence du son perçu soit supérieure à celle de la source. La fréquence du son est de 490 Hz et la fréquence du cerf-volant de 10 Hz, donc la fréquence du son perçu (f') est de 500 Hz.

Question posée : Vitesse de la voiture

Répondre :

La vitesse de la voiture est de 6,9 ​​m/s.

La bonne réponse est A.

7. Un étudiant se tient au bord de la route lorsqu'une voiture s'éloigne de lui à une vitesse de 40 m/s en klaxonnant à une fréquence de 300 Hz. Si la vitesse du son dans l'air est de 360 ​​m/s, alors la fréquence du klaxon entendue par l'étudiant est de ….
A. 250 Hz
B. 270 Hz
C. 300 Hz
D. 350 Hz
E. 400 Hz
Discussion :
Formule de l'effet Doppler pour le son :
f' = fréquence du son perçu par l'auditeur (1/s = Hz)
f = fréquence du son émis par la source (1/s = Hz)
v = vitesse du son (m/s)
v_p = vitesse de l'auditeur (m/s)
v_s = vitesse de la source du son (m/s)
Règles de signalisation :
v est toujours positif
v_p positif si l'auditeur s'approche de la source sonore
v_p négatif si l'auditeur s'éloigne de la source sonore
v_s positif si la source sonore s'éloigne de l'auditeur
v_s Négatif si la source sonore se rapproche de l'auditeur.
v_p = 0 si l'auditeur est silencieux
v_s = 0 si la source sonore est immobile
Est connu :
v_s = 40 m/s
v_p = 0
f = 300 Hz
v = 360 m / s
Demandé :
F'
Répondre :

La bonne réponse est B.

8. Une source sonore se déplace à une vitesse de 30 m/s vers une personne se tenant au bord de la route. La fréquence de la source sonore est de 360 ​​Hz et la vitesse du son dans l'air est de 380 m/s. La fréquence des ondes sonores perçues par la personne est…
A. 391 Hz
B. 400 Hz
C. 430 Hz
D. 440 Hz
E. 460 Hz
Discussion :
Est connu :
v_s = – 30 m/s
v_p = 0
f = 360 Hz
v = 380 m / s
Demandé :
F'
Répondre :

La bonne réponse est A.

9. Un auditeur se tient près d'une source sonore de fréquence 742 Hz. Une autre source sonore, de fréquence 700 Hz, se déplace vers l'auditeur à une vitesse de 20 m/s. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s, alors la fréquence du son perçu par l'auditeur est…
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
E. 6 Hz
Discussion :
Est connu :
f₁ = 680 Hz
f₂ = 700 Hz
v_s1 = 0 m/s
v_s2 = – 20 m/s
v = 340 m / s
Demandé :
cerf-volant f ?
Répondre :
L'auditeur se trouve à proximité de la source sonore ; on peut donc conclure que la source sonore est immobile par rapport à l'auditeur. La fréquence sonore perçue par l'auditeur en provenance de la source sonore immobile est :
742 hz
Une autre source sonore est en mouvement. Calculez la fréquence sonore perçue par l'auditeur provenant de cette source en mouvement :

La fréquence de l'onde sonore est égale à la différence de fréquence des deux ondes sonores interférentes.
La fréquence du cerf-volant est :
744 Hz – 742 Hz = 2 hertz
La bonne réponse est A.

10. Deux voitures A et B se déplacent l'une vers l'autre à des vitesses respectives de 20 m/ ^s et 40 m/ ^s . La voiture B actionne ensuite son klaxon à une fréquence de 580 Hz. La vitesse du son dans l'air étant de 330 m/ ^s , quelle est la fréquence perçue par le conducteur de la voiture A avant le croisement ?

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

Discussion

Règles de signalisation :
v est toujours positif
v_p positif si l'auditeur s'approche de la source sonore
v_p négatif si l'auditeur s'éloigne de la source sonore
v_s positif si la source sonore est orientée dans la direction opposée à l'auditeur
v_s Négatif si la source sonore se rapproche de l'auditeur.
v_p = 0 si l'auditeur est silencieux
v_s = 0 si la source sonore est immobile

Il est connu que :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
Vitesse de l'auditeur (v_p) = 20 ms^-1
La vitesse de la source sonore (v)_s) = -40 ms^-1
Vitesse du son (v) = 330 m/s^-1
Demandé: Fréquence du son perçu par l'auditeur (f')
Répondre :

Formule de l'effet Doppler :
La bonne réponse est B.

11. Les voitures A et B s'éloignent l'une de l'autre. La voiture A roule à 36 km/h ^et émet un long coup de klaxon d'une fréquence de 700 Hz. La vitesse du son dans l'air est de 340 m/ ^s . Si la fréquence du klaxon perçue par le conducteur de la voiture B est de 600 Hz, alors la vitesse de la voiture B est de…

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

Discussion
Il est connu que :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
La fréquence du son perçu par l'auditeur (f') = 600 Hz
La vitesse de la source sonore (v)_s) = 36 km/heure = 36 000 mètres / 3 600 secondes = 10 m/s
Vitesse du son (v) = 340 m/s^-1
Demandé: Vitesse de l'auditeur (v_p)
Répondre :
v_p Négatif car l'auditeur s'éloigne de la source sonore.
v_s positif car la source sonore s'éloigne de l'auditeur.
La bonne réponse est C.

12. L'ambulance A se déplace à une vitesse de 0,25 v derrière la berline B, qui se déplace à une vitesse de 0,2 v dans la même direction que A. À ce moment, l'ambulance A actionne sa sirène à 1 000 Hz. Si la vitesse du son est v, la fréquence perçue par le conducteur de la berline B est…

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

Discussion
Est connu :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
La vitesse de la source sonore (v)_s) = -0,25 v (par rapport au milieu conducteur du son)
Vitesse du son (v) = v
Vitesse de l'auditeur (v_p) = -0,2 v (par rapport au milieu conducteur du son)
Demandé : Fréquence du son perçu par l'auditeur (f')
Répondre :

Formule de l'effet Doppler :
Règles de signalisation :
v est toujours positif
v_p positif si l'auditeur s'approche de la source sonore
v_p négatif si l'auditeur s'éloigne de la source sonore
v_s positif si la source sonore est orientée dans la direction opposée à l'auditeur
v_s Négatif si la source sonore se rapproche de l'auditeur.
v_p = 0 si l'auditeur est silencieux
v_s = 0 si la source sonore est immobile

La bonne réponse est D.

13. Une source sonore de fréquence 640 Hz se déplace vers un observateur à une vitesse de 20 m/s. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s et que l'observateur s'éloigne de la source sonore à une vitesse de 10 m/s, alors la fréquence du son perçu par l'observateur est…

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

Discussion
Est connu :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
La vitesse de la source sonore (v_s) = -20 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Vitesse du son (v) = 340 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu de transmission du son)
Vitesse de l'auditeur (v_p) = -10 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Demandé : Fréquence du son perçu par l'auditeur (f')
Répondre :
La bonne réponse est B.

14. Une source sonore se déplace à une vitesse de 60 m/s, laissant derrière elle un observateur se déplaçant dans la même direction à une vitesse de 10 m/s. Si la vitesse du son dans l'air est de 340 m/s et la fréquence de la source sonore est de 800 Hz, alors la fréquence du son perçu par l'observateur est de…
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz
Discussion
Est connu :
Fréquence de la source sonore (f) = 1 000 Hz
La vitesse de la source sonore (v_s) = 60 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Vitesse du son (v) = 340 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu de transmission du son)
Vitesse de l'auditeur (v_p) = 10 m/s (par rapport à l'air en tant que milieu conducteur du son)
Demandé : Fréquence du son perçu par l'auditeur (f')
Répondre :

La bonne réponse est A.

Source de la question :

Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles