Príklady otázok o Dopplerovom efekte

14 príkladov otázok týkajúcich sa Dopplerovho javu

1. Z nasledujúceho vyhlásenia:
(1) P sa blíži k S, ktorá je stacionárna
(2) S sa blíži k P, ktorá je stacionárna
(3) P a S sa k sebe približujú
(4) S a P sa pohybujú rovnakou rýchlosťou
Ak P (poslucháč) počuje zvuk s frekvenciou vyššou ako frekvencia vyžarovaná S (zdrojom), potom je správne tvrdenie...
A. Iba (1), (2) a (3)
B. (1), (2), (3) a (4)
C. Iba (1) a (3)
D. Iba (1) a (4)
E. iba (2) a (4)
Diskusia

Aby sme to matematicky dokázali, najprv vykonáme výpočty uvedené nižšie. Nasledujúce údaje sú predpokladané.
Rýchlosť poslucháča (v_p) = 60 m/s, ak je poslucháč ticho, potom vp = 0
Rýchlosť zdroja zvuku (v)_s) = 40 m/s, ak je zdroj zvuku stacionárny, potom vs = 0
Rýchlosť zvuku (v) = 340 m/s
Zvuková frekvencia (f) = 1000 Hertzov

P sa blíži k S, ktorá je stacionárna
vp je kladný, ak sa poslucháč priblíži k zdroju zvuku
Zdroj zvuku je tichý, takže v_s = 0

S sa blíži k P, ktorá je stacionárna
vs. záporné, ak sa zdroj zvuku približuje k poslucháčovi
Poslucháč mlčal, takže v_p = 0

P a S sa k sebe približujú
vp je kladný, ak sa poslucháč priblíži k zdroju zvuku
vs. záporné, ak sa zdroj zvuku približuje k poslucháčovi

S a P sa pohybujú rovnakou rýchlosťou
Ak sa zdroj zvuku a poslucháč pohybujú rovnakou rýchlosťou, Dopplerov jav sa nevyskytuje.
Správna odpoveď je A.

2. Poslucháč stojí vedľa zdroja zvuku s frekvenciou 684 Hz. Ďalší zdroj zvuku s frekvenciou 676 Hz sa pohybuje smerom k poslucháčovi rýchlosťou 2 m/s.^-1Ak je rýchlosť šírenia zvuku vo vzduchu 340 ms^-1, potom frekvencia šarkana, ktorú poslucháč počuje, je...
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
V. 6 Hz
Diskusia
Je známe, že:
Frekvencia zdroja zvuku 1 (f₁) = 684 Hz (tichý)
Frekuensi zdroj zvuku 2 (f₂) = 676 Hz (v pohybe)
Rýchlosť zdroja zvuku 2 (v₂) = 2 m/s (pohybuje sa smerom k poslucháčovi)
Rýchlosť zvuku vo vzduchu (v) = 340 m/s
Otázka: Frekvencia draka, ktorú poslucháč počuje
Odpoveď:
Najprv vypočítajte frekvenciu zvuku počuteľného zo zdroja zvuku, ktorý sa približuje k poslucháčovi.

Frekvencia draka = rozdiel medzi dvoma zvukovými frekvenciami, ktoré poslucháč počuje = frekvencia stacionárneho zdroja zvuku – frekvencia pohybujúceho sa zdroja zvuku = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

Správna odpoveď je C.

3. Zdroj zvuku sa pohybuje rýchlosťou 20 ms^-1 približujúci sa k stojacej osobe. Frekvencia zdroja zvuku je 380 Hz. A rýchlosť zvuku vo vzduchu je 400 ms.^-1Frekvencia zvukových vĺn, ktoré človek počuje, je…

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

V. 480 Hz

Diskusia

Je známe, že:

Rýchlosť zdroja zvuku (v_s) = 20 ms^-1

Rýchlosť poslucháča (v_p) = 0

Frekvencia zdroja zvuku (f) = 1 000 Hz

Rýchlosť zvuku (v) = 400 ms^-1

Opýtal sa: Frekvencia počutých zvukových vĺn

Správna odpoveď je A.

4. Vlak A sa pohybuje rýchlosťou 72 km/h a vlak B sa pohybuje oproti sebe rýchlosťou 90 km/h. Rušňovodič A píska s frekvenciou 650 Hz. Ak je rýchlosť šírenia zvuku vo vzduchu 350 ms^-1, potom frekvencia, ktorú inžinier B počuje z píšťalky A, je...

A. 800 Hz

B. 740 Hz

C. 600 Hz

D. 540 Hz

V. 400 Hz

Diskusia

Je známe, že:

Rýchlosť vlaku A (v_A) = 72 km/h = 20 m/s, blížiaci sa vlak B

Rýchlosť vlaku B (v_B) = 90 km/h = 25 m/s, blížiaci sa vlak A

Zvuková frekvencia vlaku A (f_A) = 650 Hz

Rýchlosť zvuku vo vzduchu (v) = 350 m/s

Opýtal sa: Frekvencia, ktorú inžinier B počuje z píšťalky A

Odpoveď:

Zdroj zvuku je vo vlaku A a poslucháč je vo vlaku B.

5. Zdroj zvuku sa pohybuje rýchlosťou 20 m/s smerom k stojacej osobe. Frekvencia zdroja zvuku je 380 Hz a rýchlosť zvuku vo vzduchu je 400 m/s. Frekvencia zvukových vĺn, ktoré osoba počuje, je...

A. 400 Hz

B. 420 Hz

C. 440 Hz

D. 460 Hz

V. 480 Hz

Diskusia

Je známe, že:

Rýchlosť zdroja zvuku (v_s) = 20 m/s

Rýchlosť poslucháča (v_p) = 0

Frekvencia zdroja zvuku (f) = 1 000 Hz

Rýchlosť zvuku vo vzduchu (v) = 400 m/s

Opýtal sa: Frekvencia počuteľného zvuku

Odpoveď:

Správna odpoveď je A.

6. Dieťa stojace na mieste zapíska na píšťalku s frekvenciou 490 Hz smerom k autu pohybujúcemu sa proti nemu, ako je znázornené na obrázku. Počuteľný rozdiel medzi priamou vlnou a vlnou odrazenou od auta je 10 Hz. Ak je rýchlosť zvuku vo vzduchu 340 m/s, potom je rýchlosť auta...

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

Diskusia

Je známe, že:

Zvuková frekvencia (f) = 490 Hertzov

Rýchlosť zvuku vo vzduchu (v) = 340 m/s

Poslucháč sa priblíži k zdroju zvuku tak, aby frekvencia počutého zvuku bola vyššia ako frekvencia zdroja zvuku. Zvuková frekvencia = 490 Hertzov a frekvencia draka = 10 Hertzov, takže počutá zvuková frekvencia (f') = 500 Hertzov.

Opýtal sa: Rýchlosť auta

Odpoveď:

Rýchlosť auta je 6,9 ​​m/s.

Správna odpoveď je A.

7. Študent stojí na krajnici, keď sa od neho vzďaľuje auto rýchlosťou 40 m/s a zároveň trúbi klaksón s frekvenciou 300 Hz. Ak je rýchlosť zvuku vo vzduchu 360 m/s, potom frekvencia klaksónu, ktorú študent počuje, je ….
A. 250 Hz
B. 270 Hz
C. 300 Hz
D. 350 Hz
V. 400 Hz
Diskusia:
Vzorec Dopplerovho efektu pre zvuk :
f' = frekvencia zvuku počutá poslucháčom (1/s = Hz)
f = frekvencia zvuku vyžarovaného zdrojom (1/s = Hz)
v = rýchlosť zvuku (m/s)
v_p = rýchlosť poslucháča (m/s)
v_s = rýchlosť zdroja zvuku (m/s)
Pravidlá pre podpisovanie:
v je vždy kladné
v_p pozitívne, ak sa poslucháč priblíži k zdroju zvuku
v_p negatívne, ak sa poslucháč vzdiali od zdroja zvuku
v_s pozitívne, ak sa zdroj zvuku vzďaľuje od poslucháča
v_s negatívne, ak sa zdroj zvuku približuje k poslucháčovi
v_p = 0, ak je poslucháč ticho
v_s = 0, ak je zdroj zvuku nehybný
Je známe :
v_s = 40 m / s
v_p = 0
f = 300 Hz
v = 360 m/s
Opýtal sa :
f'
Džavab :

Správna odpoveď je B.

8. Zdroj zvuku sa pohybuje rýchlosťou 30 m/s smerom k osobe stojacej na krajnici. Frekvencia zdroja zvuku je 360 ​​Hz a rýchlosť zvuku vo vzduchu je 380 m/s. Frekvencia zvukových vĺn, ktoré osoba počuje, je...
A. 391 Hz
B. 400 Hz
C. 430 Hz
D. 440 Hz
V. 460 Hz
Diskusia:
Je známe :
v_s = – 30 m/s
v_p = 0
f = 360 Hz
v = 380 m/s
Opýtal sa :
f'
Džavab :

Správna odpoveď je A.

9. Poslucháč stojí vedľa zdroja zvuku s frekvenciou 742 Hz. Ďalší zdroj zvuku s frekvenciou 700 Hz sa pohybuje smerom k poslucháčovi rýchlosťou 20 m/s. Ak je rýchlosť zvuku vo vzduchu 340 m/s, potom frekvencia draka, ktorú osoba počuje, je…
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 5 Hz
V. 6 Hz
Diskusia:
Je známe :
f₁ = 680 Hz
f₂ = 700 Hz
v_s1 = 0 m / s
v_s2 = – 20 m/s
v = 340 m/s
Opýtal sa :
f šarkan?
Džavab :
Poslucháč stojí vedľa zdroja zvuku, takže možno usudzovať, že zdroj zvuku je vzhľadom na poslucháča v pokoji. Zvuková frekvencia, ktorú poslucháč počuje zo zdroja zvuku, ktorý je v pokoji, je:
742 hz
Ďalší zdroj zvuku sa pohybuje. Vypočítajte zvukovú frekvenciu, ktorú poslucháč počuje z pohybujúceho sa zdroja zvuku:

Frekvencia zvukovej vlny = rozdiel frekvencií dvoch interferujúcich zvukových vĺn
Frekvencia šarkanov je:
744 Hz – 742 Hz = 2 hertzy
Správna odpoveď je A.

10. Dve autá A a B sa pohybujú oproti sebe rýchlosťou 20 ms každé.^-1 a 40 ms^-1Auto B potom zaznie klaksón s frekvenciou 580 Hz, rýchlosť zvuku vo vzduchu je 330 ms.^-1, potom frekvencia, ktorú počuje vodič auta A pred predbehnutím, je….

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

Diskusia

Pravidlá pre podpisovanie:
v je vždy kladné
v_p pozitívne, ak sa poslucháč priblíži k zdroju zvuku
v_p negatívne, ak sa poslucháč vzdiali od zdroja zvuku
v_s pozitívne, ak je zdroj zvuku otočený od poslucháča
v_s negatívne, ak sa zdroj zvuku približuje k poslucháčovi
v_p = 0, ak je poslucháč ticho
v_s = 0, ak je zdroj zvuku nehybný

Je známe, že:
Frekvencia zdroja zvuku (f) = 1 000 Hz
Rýchlosť poslucháča (v_p) = 20 ms^-1
Rýchlosť zdroja zvuku (v)_s) = -40 ms^-1
Rýchlosť zvuku (v) = 330 ms^-1
Opýtal sa: Frekvencia zvuku počutá poslucháčom (f')
Odpoveď:

Vzorec Dopplerovho javu:
Správna odpoveď je B.

11. Auto A a auto B sa od seba vzďaľujú, auto A sa pohybuje rýchlosťou 36 km/h.^-1 Pri trúbení dlhého rohu s frekvenciou 700 Hz je rýchlosť zvuku vo vzduchu 340 ms^-1Ak je frekvencia klaksónu, ktorý počuje vodič auta B, = 600 Hz, potom je rýchlosť auta B….

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

Diskusia
Je známe, že:
Frekvencia zdroja zvuku (f) = 1 000 Hz
Frekvencia zvuku, ktorý poslucháč počuje (f') = 600 Hz
Rýchlosť zdroja zvuku (v)_s) = 36 km/h = 36 000 metrov / 3 600 sekúnd = 10 m/s
Rýchlosť zvuku (v) = 340 ms^-1
Opýtal sa: Rýchlosť poslucháča (v_p)
Odpoveď:
v_p negatívne, pretože poslucháč sa vzďaľuje od zdroja zvuku.
v_s pozitívne, pretože zdroj zvuku sa vzďaľuje od poslucháča.
Správna odpoveď je C.

12. Sanitka A sa pohybuje rýchlosťou 0,25 v za sedanom B, ktorý sa pohybuje rýchlosťou 0,2 v v rovnakom smere ako A. V tom čase sanitka A spustí sirénu s frekvenciou 1 000 Hz. Ak je rýchlosť zvuku v, frekvencia, ktorú počuje vodič sedanu B, je…

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

Diskusia
Je známe :
Frekvencia zdroja zvuku (f) = 1 000 Hz
Rýchlosť zdroja zvuku (v)_s) = -0,25 V (vzhľadom na médium, ktoré vedie zvuk)
Rýchlosť zvuku (v) = v
Rýchlosť poslucháča (v_p) = -0,2 V (vzhľadom na médium, ktoré vedie zvuk)
Opýtal sa Frekvencia zvuku počutá poslucháčom (f')
Džavab :

Vzorec Dopplerovho javu:
Pravidlá pre podpisovanie:
v je vždy kladné
v_p pozitívne, ak sa poslucháč priblíži k zdroju zvuku
v_p negatívne, ak sa poslucháč vzdiali od zdroja zvuku
v_s pozitívne, ak je zdroj zvuku otočený od poslucháča
v_s negatívne, ak sa zdroj zvuku približuje k poslucháčovi
v_p = 0, ak je poslucháč ticho
v_s = 0, ak je zdroj zvuku nehybný

Správna odpoveď je D.

13. Zdroj zvuku s frekvenciou 640 Hz sa pohybuje smerom k pozorovateľovi rýchlosťou 20 m/s. Ak je rýchlosť zvuku vo vzduchu 340 m/s a pozorovateľ sa od zdroja zvuku vzďaľuje rýchlosťou 10 m/s, potom frekvencia zvuku, ktorý pozorovateľ počuje, je…

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

Diskusia
Je známe :
Frekvencia zdroja zvuku (f) = 1 000 Hz
Rýchlosť zdroja zvuku (v_s) = -20 m/s (vzhľadom na vzduch ako zvukovodivé médium)
Rýchlosť zvuku (v) = 340 m/s (vzhľadom na vzduch ako médium prenosu zvuku)
Rýchlosť poslucháča (v_p) = -10 m/s (vzhľadom na vzduch ako zvukovodivé médium)
Opýtal sa Frekvencia zvuku počutá poslucháčom (f')
Džavab :
Správna odpoveď je B.

14. Zdroj zvuku sa pohybuje rýchlosťou 60 m/s a pozorovateľ sa za ním pohybuje v rovnakom smere ako zdroj zvuku rýchlosťou 10 m/s. Ak je rýchlosť zvuku vo vzduchu 340 m/s a frekvencia zdroja zvuku je 800 Hz, potom je frekvencia zvuku, ktorý pozorovateľ počuje,…
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
V. 1.120 Hz
Diskusia
Je známe :
Frekvencia zdroja zvuku (f) = 1 000 Hz
Rýchlosť zdroja zvuku (v_s) = 60 m/s (vzhľadom na vzduch ako zvukovodivé médium)
Rýchlosť zvuku (v) = 340 m/s (vzhľadom na vzduch ako médium prenosu zvuku)
Rýchlosť poslucháča (v_p) = 10 m/s (vzhľadom na vzduch ako zvukovodivé médium)
Opýtal sa Frekvencia zvuku počutá poslucháčom (f')
Džavab :

Správna odpoveď je A.

Zdroj otázky:

Otázky z fyziky na národnej skúške pre stredné školy/odborné gymnázium