Foarbyldfragen oer it Doppler-effekt

14 Foarbylden fan fragen oer it Doppler-effekt

1. Ut de folgjende útspraak:
(1) P komt tichter by S, dat stasjonêr is
(2) S komt by P oan, dat stasjonêr is
(3) P en S komme byinoar
(4) S en P bewege mei deselde snelheid
As P (harker) heart bunyi mei in frekwinsje heger as de frekwinsje útstjoerd troch S (boarne), dan is de juste útspraak ...
A. Allinnich (1), (2) en (3)
B. (1), (2), (3) en (4)
C. (1) en (3) allinnich
Allinnich D. (1) en (4)
Allinnich E. (2) en (4)
Diskusje

Om dit wiskundich te bewizen, fiere wy earst de berekkeningen út lykas hjirûnder besprutsen. De folgjende gegevens binne in oanname.
Harkersnelheid (v_p) = 60 m/s, as de harker stil is dan vp = 0
De snelheid fan 'e lûdsboarne (v)_s) = 40 m/s, as de lûdsboarne stilsteand is, dan is vs = 0
Lûdssnelheid (v) = 340 m/s
Lûdsfrekwinsje (f) = 1000 Hertz

P komt tichter by S, dat stasjonêr is
vp is posityf as de harker de lûdsboarne benaderet
De lûdsboarne is stil, sadat v_s = 0

S komt by P oan, dat stasjonêr is
vs negatyf as de lûdsboarne de harker benaderet
De harker wie stil, sadat v_p = 0

P en S komme byinoar
vp is posityf as de harker de lûdsboarne benaderet
vs negatyf as de lûdsboarne de harker benaderet

S en P bewege mei deselde snelheid
As de lûdsboarne en de harker mei deselde snelheid bewege, komt it Doppler-effekt net foar.
It goede antwurd is A.

2. In harker stiet neist in lûdsboarne mei in frekwinsje fan 684 Hz. In oare lûdsboarne mei in frekwinsje fan 676 Hz beweecht him mei in snelheid fan 2 m/s nei de harker ta.^-1As de snelheid fan lûdsfersprieding yn loft 340 ms is^-1, dan is de frekwinsje fan 'e kiter dy't troch de harker heard wurdt...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
E. 6 Hz
Diskusje
It is bekend dat:
Frekwinsje fan lûdsboarne 1 (f₁) = 684 Hz (stil)
Frekuensi lûdsboarne 2 (f₂) = 676 Hz (bewegend)
De snelheid fan 'e lûdsboarne 2 (v₂) = 2 m/s (bewegend nei de harker ta)
Lûdssnelheid yn loft (v) = 340 m/s
Fraach: De frekwinsje fan 'e kiter dy't troch de harker heard wurdt
Antwurd:
Bereken earst de frekwinsje fan it lûd dat heard wurdt fan 'e lûdsboarne dy't tichter by de harker komt.

Draakfrekwinsje = ferskil tusken twa lûdsfrekwinsjes dy't de harker heart = frekwinsje fan 'e stilsteande lûdsboarne - frekwinsje fan 'e bewegende lûdsboarne = 684 Hz - 680 Hz = 4 Hz.

It goede antwurd is C.

3. In lûdsboarne beweecht mei in snelheid fan 20 m/ ^s nei in stilsteande persoan. De frekwinsje fan 'e lûdsboarne is 380 Hz. De snelheid fan lûd yn loft is 400 m/ ^s . De frekwinsje fan 'e lûdsweagen dy't de persoan heart is…

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

E. 480 Hz

Diskusje

It is bekend dat:

Snelheid fan lûdboarne (v _s ) = 20 ms ^-1

Harkersnelheid (v _p ) = 0

Lûdsboarnefrekwinsje (f) = 380 Hz

Lûdssnelheid (v) = 400 ms ^-1

Fraach: Frekwinsje fan lûdsweagen dy't heard wurde

It goede antwurd is A.

4. Trein A rydt mei in snelheid fan 72 km/o en trein B rydt mei in snelheid fan 90 km/o nei elkoar ta. De masinist fan trein A blaast op in fluitsje mei in frekwinsje fan 650 Hz. As de lûdssnelheid yn 'e loft 350 ms ^-1 is , dan is de frekwinsje dy't masinist B fan fluitsje A heart...

A. 800 Hz

B. 740 Hz

C. 600 Hz

D. 540 Hz

E. 400 Hz

Diskusje

It is bekend dat:

De snelheid fan trein A (v _A ) = 72 km/oere = 20 m/s, dy't trein B benaderet

De snelheid fan trein B (v _B ) = 90 km/oere = 25 m/s, dy't trein A benaderet

De lûdsfrekwinsje fan trein A (fA ₎ = 650 Hz

Lûdssnelheid yn loft (v) = 350 m/s

Fraach: De frekwinsje dy't yngenieur B heart fan fluit A

Antwurd:

De lûdsboarne is yn trein A en de harker is yn trein B.

5. In lûdsboarne beweecht mei in snelheid fan 20 m/s en komt in stilsteande persoan temjitte. De frekwinsje fan 'e lûdsboarne is 380 Hz en de snelheid fan lûd yn loft is 400 m/s. De frekwinsje fan 'e lûdsweagen dy't de persoan heart is...

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

E. 480 Hz

Diskusje

It is bekend dat:

De snelheid fan 'e lûdsboarne (v _s ) = 20 m/s

Harkersnelheid (v _p ) = 0

Lûdsboarnefrekwinsje (f) = 380 Hz

Lûdssnelheid yn loft (v) = 400 m/s

Fraach: Frekwinsje fan lûd heard

Antwurd:

It goede antwurd is A.

6. In bern dat stilstiet blaast in fluitsje mei in frekwinsje fan 490 Hz nei in auto dy't nei it bern ta rydt, lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. It ferskil tusken de direkte weach en de weach dy't troch de auto weromkaatst wurdt is 10 Hz. As de lûdssnelheid yn 'e loft 340 m/s is, dan is de snelheid fan 'e auto...

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

Diskusje

It is bekend dat:

Lûdsfrekwinsje (f) = 490 Hertz

Lûdssnelheid yn loft (v) = 340 m/s

De harker benaderet de lûdsboarne sadat de frekwinsje fan it hearde lûd grutter is as de frekwinsje fan 'e lûdsboarne. Lûdsfrekwinsje = 490 Hertz en de fliegerfrekwinsje = 10 Hertz, sadat de hearde lûdsfrekwinsje (f') = 500 Hertz is.

Fraach: Snelheid fan 'e auto

Antwurd:

De snelheid fan 'e auto is 6,9 m/s.

It goede antwurd is A.

7. In learling stiet oan 'e kant fan 'e dyk as in auto mei in snelheid fan 40 m/s fan 'e learling fuortrydt, wylst er claxonnearret mei in frekwinsje fan 300 Hz. As de lûdssnelheid yn 'e loft 360 m/s is, dan is de frekwinsje fan 'e claxon dy't de learling heart ....
A. 250 Hz
B. 270 Hz
C. 300 Hz
D. 350 Hz
E. 400 Hz
Diskusje:
Doppler-effektformule foar lûd :
f' = frekwinsje fan lûd dat troch de harker heard wurdt (1/s = hz)
f = frekwinsje fan lûd útstjoerd troch de boarne (1/s = hz)
v = lûdssnelheid (m/s)
v_p = harkersnelheid (m/s)
v_s = snelheid fan lûdsboarne (m/s)
Regels foar tekenjen:
v is altyd posityf
v_p posityf as de harker de lûdsboarne benaderet
v_p negatyf as de harker fuortgiet fan 'e lûdboarne
v_s posityf as de lûdsboarne fuortbewegt fan 'e harker
v_s negatyf as de lûdsboarne de harker benaderet
v_p = 0 as de harker stil is
v_s = 0 as de lûdsboarne noch is
It is bekend :
v_s = 40m/s
v_p = 0
f = 300 Hz
v = 360 m/s
frege :
f'
Jawab :

It goede antwurd is B.

8. In lûdsboarne beweecht mei in snelheid fan 30 m/s nei in persoan dy't oan 'e kant fan 'e dyk stiet. De frekwinsje fan 'e lûdsboarne is 360 Hz en de snelheid fan lûd yn 'e loft is 380 m/s. De frekwinsje fan 'e lûdsweagen dy't de persoan heart is...
A. 391 Hz
B. 400 Hz
C. 430 Hz
D. 440 Hz
E. 460 Hz
Diskusje:
It is bekend :
v_s = – 30 m/s
v_p = 0
f = 360 hz
v = 380 m/s
frege :
f'
Jawab :

It goede antwurd is A.

9. In harker stiet neist in lûdsboarne mei in frekwinsje fan 742 Hz. In oare lûdsboarne mei in frekwinsje fan 700 Hz beweecht him mei in snelheid fan 20 m/s nei de harker ta. As de snelheid fan lûd yn 'e loft 340 m/s is, dan is de frekwinsje fan 'e flieger dy't de persoan heart...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
E. 6 Hz
Diskusje:
It is bekend :
f₁ = 680 hz
f₂ = 700 hz
v_s1 = 0m/s
v_s2 = – 20 m/s
v = 340 m/s
frege :
f fleaner?
Jawab :
De harker stiet neist de lûdsboarne, dus kin konkludearre wurde dat de lûdsboarne yn rêst is relatyf oan de harker. De lûdsfrekwinsje dy't de harker heart fan 'e lûdsboarne dy't yn rêst is, is:
742 hz
In oare lûdsboarne beweecht. Berekenje de lûdsfrekwinsje dy't de harker heart fan in bewegende lûdsboarne:

De frekwinsje fan 'e lûdsweach = it ferskil yn frekwinsje fan 'e twa ynterferearjende lûdsweagen
De frekwinsje fan 'e kite is:
744 hz – 742 hz = 2 hertz
It goede antwurd is A.

10. Twa auto's A en B ride nei elkoar ta mei in snelheid fan respektivelik 20 ms ^-1 en 40 ms ^-1 . Auto B claxonnearret dan mei in frekwinsje fan 580 Hz, de lûdssnelheid yn 'e loft is 330 ms ^-1 , dan is de frekwinsje dy't de bestjoerder fan auto A heart foardat se elkoar passearje….

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

Diskusje

Regels foar tekenjen:
v is altyd posityf
v_p posityf as de harker de lûdsboarne benaderet
v_p negatyf as de harker fuortgiet fan 'e lûdboarne
v_s posityf as de lûdsboarne fan 'e harker ôf rjochte is
v_s negatyf as de lûdsboarne de harker benaderet
v_p = 0 as de harker stil is
v_s = 0 as de lûdsboarne noch is

It is bekend dat:
Lûdsboarnefrekwinsje (f) = 580 Hz
Harkersnelheid (v_p) = 20 ms^-1
De snelheid fan 'e lûdsboarne (v)_s) = -40 ms^-1
Lûdssnelheid (v) = 330 ms^-1
Frege: Frekwinsje fan lûd dat troch de harker heard wurdt (f')
Antwurd:

Doppler-effekt formule:
It goede antwurd is B.

11. Auto A en auto B ride fan elkoar ôf, auto A rydt mei in snelheid fan 36 km/o ^-1 wylst se in lange claxon blaze mei in frekwinsje fan 700 Hz, de snelheid fan lûd yn 'e loft is 340 ms ^-1 . As de frekwinsje fan 'e claxon dy't de bestjoerder fan auto B heart = 600 Hz, dan is de snelheid fan auto B….

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

Diskusje
It is bekend dat:
Lûdsboarnefrekwinsje (f) = 700 Hz
De frekwinsje fan it lûd dat de harker heart (f') = 600 Hz
De snelheid fan 'e lûdsboarne (v)_s) = 36 km/oere = 36.000 meter / 3600 sekonden = 10 m/s
Lûdssnelheid (v) = 340 ms^-1
Frege: Harkersnelheid (v_p)
Antwurd:
v_p negatyf, om't de harker fuortgiet fan 'e lûdsboarne.
v_s posityf om't de lûdsboarne him fan 'e harker ôf beweecht.
It goede antwurd is C.

12. Ambulânse A rydt mei in snelheid fan 0,25 V efter sedan B, dy't mei in snelheid fan 0,2 V yn deselde rjochting as A rydt. Op dat stuit lit ambulânse A syn sirene lûdje op 1.000 Hz. As de lûdssnelheid v is, is de frekwinsje dy't de bestjoerder fan sedan B heart...

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

Diskusje
It is bekend :
Lûdsboarnefrekwinsje (f) = 1.000 Hz
De snelheid fan 'e lûdsboarne (v)_s) = -0,25 v (relatyf oan it medium dat lûd liedt)
Lûdssnelheid (v) = v
Harkersnelheid (v_p) = -0,2 v (relatyf oan it medium dat lûd liedt)
frege Frekwinsje fan lûd dat troch de harker heard wurdt (f')
Jawab :

Doppler-effekt formule:
Regels foar tekenjen:
v is altyd posityf
v_p posityf as de harker de lûdsboarne benaderet
v_p negatyf as de harker fuortgiet fan 'e lûdboarne
v_s posityf as de lûdsboarne fan 'e harker ôf rjochte is
v_s negatyf as de lûdsboarne de harker benaderet
v_p = 0 as de harker stil is
v_s = 0 as de lûdsboarne noch is

It goede antwurd is D.

13. In lûdsboarne mei in frekwinsje fan 640 Hz beweecht him mei in snelheid fan 20 m/s nei in waarnimmer ta. As de snelheid fan lûd yn loft 340 m/s is en de waarnimmer him mei in snelheid fan 10 m/s fan 'e lûdsboarne ôf beweecht, dan is de frekwinsje fan it lûd dat de waarnimmer heart...

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

Diskusje
It is bekend :
Lûdsboarnefrekwinsje (f) = 640 Hz
De snelheid fan 'e lûdsboarne (v_s) = -20 m/s (relatyf oan loft as lûdsgeliedend medium)
Lûdssnelheid (v) = 340 m/s (relatyf oan loft as lûdsdraachmedium)
Harkersnelheid (v_p) = -10 m/s (relatyf oan loft as lûdsgeliedend medium)
frege Frekwinsje fan lûd dat troch de harker heard wurdt (f')
Jawab :
It goede antwurd is B.

14. In lûdsboarne beweecht mei in snelheid fan 60 m/s en lit in waarnimmer efter him, dy't yn deselde rjochting beweecht as de lûdsboarne mei in snelheid fan 10 m/s. As de snelheid fan lûd yn loft 340 m/s is en de frekwinsje fan 'e lûdsboarne 800 Hz is, dan is de frekwinsje fan it lûd dat de waarnimmer heart...
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz
Diskusje
It is bekend :
Lûdsboarnefrekwinsje (f) = 800 Hz
De snelheid fan 'e lûdsboarne (v_s) = 60 m/s (relatyf oan loft as lûdsgeliedend medium)
Lûdssnelheid (v) = 340 m/s (relatyf oan loft as lûdsdraachmedium)
Harkersnelheid (v_p) = 10 m/s (relatyf oan loft as lûdsgeliedend medium)
frege Frekwinsje fan lûd dat troch de harker heard wurdt (f')
Jawab :

It goede antwurd is A.

Boarne fan 'e fraach:

Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle