Epektong Doppler - mga problema at solusyon

Epektong Doppler - mga problema at solusyon

1.

(1) isang tagamasid na patungo sa hindi gumagalaw na pinagmumulan

(2) pinagmumulan na gumagalaw patungo sa nakatigil na tagamasid

(3) ang tagamasid at ang pinagmumulan ay naglalapit sa isa't isa

(4) ang tagamasid at ang pinagmumulan ay gumagalaw sa parehong bilis

Kung ang tono ng tunog na narinig ay mas mataas kaysa sa frequency ng pinalabas na pinagmulan, aling pahayag sa itaas ang tama :

A. (1), (2) at (3)

B. (1), (2), (3) at (4)

C. (1) at (3)

D. (1) at (4)

E. (2) at (4)

Solusyon

Ang ekwasyon ng epekto ng Doppler :

Panuntunan sa pag-sign:

Ang bilis ng tunog (v) ay palaging positibo

Positibo ang bilis ng tagamasid ( _{vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog}

Ang bilis ng tagamasid ( _vs ) ay negatibo kung ang tagamasid ay lumalayo sa pinagmumulan ng tunog

Positibo ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) kung ang pinagmulan ng tunog ay lumalayo sa tagamasid

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) ay negatibo kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa tagamasid

Ang bilis ng tagamasid (v _obs ) = 0 kung ang isang tagamasid ay nakapahinga

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) = 0 kung ang pinagmulan ay hindi gumagalaw

Halimbawa :

Ang bilis ng tagamasid (v _obs ) = 60 m/s, kung ang tagamasid ay nakapahinga, kung gayon ang v _obs = 0

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) = 40 m/s, kung ang pinagmulan ng tunog ay hindi gumagalaw, ang v _{pinagmulan ay} = 0

Ang bilis ng tunog (v) = 340 m/s

Ang dalas ng tunog (f) = 1000 Hertz

Isang tagamasid na patungo sa pinagmumulan ng impormasyon

Positibo ang bilis ng observer ( vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog_.

Ang pinagmumulan ng tunog habang hindi gumagalaw kaya v _pinagmulan = 0

Pinagmulan na gumagalaw patungo sa nakatigil na tagamasid

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) ay negatibo kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa isang tagamasid

Tagamasid na nakapahinga kaya ( v _obs ) = 0

Naglalapit ang tagamasid at ang pinagmulan

Positibo ang bilis ng tagamasid ( _{vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog}

Negatibo ang bilis ng pinagmulan ( _{vs source ) kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa tagamasid}

Ang tagamasid at ang pinagmumulan ay gumagalaw sa parehong bilis

Kung ang pinagmumulan ng tunog at ang tagamasid ay gumagalaw sa parehong bilis, walang magaganap na epekto ng Doppler.

2. Isang tagamasid na nakapahinga malapit sa pinagmumulan ng tunog na may dalas na 684 Hz. Ang isa pa ay ang pinagmumulan ng tunog na 676 Hz na gumagalaw patungo sa tagamasid sa bilis na 2 n/s. Kung ang bilis ng mga sound wave sa hangin ay 340 m/s, ano ang beat frequency na naririnig ng tagamasid.

Kilala:

Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog 1 (f ₁ ) = 684 Hz (pahinga)

Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog 2 (f ₂ ) = 676 Hz (galaw)

Ang bilis ng pinagmumulan ng tunog 2 (v ₂ ) = 2 m/s (paggalaw patungo sa tagamasid)

Ang bilis ng pinagmumulan ng mga alon ng tunog sa hangin (v) = 340 m/s

Hinahanap: Ang dalas ng tibok na naririnig ng tagamasid

solusyon:

Ang ekwasyon ng epekto ng Doppler:

Panuntunan sa pag-sign:

Ang bilis ng tunog (v) ay palaging positibo

Positibo ang bilis ng tagamasid ( _{vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog}

Ang bilis ng tagamasid ( _vs ) ay negatibo kung ang tagamasid ay lumalayo sa pinagmumulan ng tunog

Positibo ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) kung ang pinagmulan ng tunog ay lumalayo sa tagamasid

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) ay negatibo kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa tagamasid

Ang bilis ng tagamasid (v _obs ) = 0 kung ang isang tagamasid ay nakapahinga

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) = 0 kung ang pinagmulan ay hindi gumagalaw

Ang dalas ng tibok na narinig ng tagamasid = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

3. Isang pinagmumulan ng tunog na gumagalaw patungo sa nakatigil na tagamasid sa bilis na 20 m/s. Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog = 380 Hz. Ang bilis ng mga sound wave sa hangin = 400 ms ^-1 . Ano ang dalas ng mga sound wave na naririnig ng tagamasid?

Kilala:

Ang bilis ng pinagmumulan ng tunog (v _pinagmulan ) = 20 m/s

Ang bilis ng tagamasid (vp ₎ = 0

Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog (f) = 380 Hz

Ang bilis ng pinagmumulan ng mga alon ng tunog (v) = 400 ms ^-1

Hinahanap: Ang dalas ng mga alon ng tunog na naririnig ng tagamasid

4. Ang kotse A ay gumagalaw sa bilis na 72 km/h at ang kotse B ay gumagalaw sa bilis na 90 km/h, at naglapitan. Bumusina ang kotse A na may frequency na 650 Hz. Kung ang bilis ng mga sound wave sa hangin ay 350 m/s, ano ang frequency ng tunog na naririnig ng drayber ng kotse B mula sa kotse A.

Kilala:

Ang bilis ng sasakyang A (v _A ) = 72 km/h = 20 m/s, lapitan ang sasakyang B

Ang bilis ng kotse B (v _B ) = 90 km/h = 25 m/s, lapitan ang kotse A

Ang dalas ng tunog ng kotseng A (f _A ) = 650 Hz

Ang bilis ng mga alon ng tunog sa hangin (v) = 350 m/s

Hinahanap: Dalas ng tunog na narinig ng drayber ng kotse B mula sa kotse A

solusyon:

Ang bilis ng tunog (v) ay palaging positibo

Positibo ang bilis ng tagamasid ( _{vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog}

Ang bilis ng tagamasid ( _vs ) ay negatibo kung ang tagamasid ay lumalayo sa pinagmumulan ng tunog

Positibo ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) kung ang pinagmulan ng tunog ay lumalayo sa tagamasid

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) ay negatibo kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa tagamasid

Ang bilis ng tagamasid (v _obs ) = 0 kung ang isang tagamasid ay nakapahinga

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) = 0 kung ang pinagmulan ay hindi gumagalaw

5. Isang pinagmumulan ng tunog ang gumagalaw sa bilis na 10 m/s papalapit sa isang nakatigil na tagamasid. Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog ay 380 Hz at ang bilis ng mga sound wave sa hangin ay 400 m/s. Ano ang dalas ng mga sound wave na naririnig ng tagamasid.

Kilala:

Ang bilis ng pinagmumulan ng tunog (vs ₎ = 20 m/s

Ang bilis ng tagamasid (vp ₎ = 0

Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog (f) = 380 Hz

Ang bilis ng mga alon ng tunog sa hangin (v) = 400 m/s

Hinahanap: Ang dalas ng mga alon ng tunog na naririnig ng tagamasid

solusyon:

Ang bilis ng tunog (v) ay palaging positibo

Positibo ang bilis ng tagamasid ( _{vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog}

Ang bilis ng tagamasid ( _vs ) ay negatibo kung ang tagamasid ay lumalayo sa pinagmumulan ng tunog

Positibo ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) kung ang pinagmulan ng tunog ay lumalayo sa tagamasid

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) ay negatibo kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa tagamasid

Ang bilis ng tagamasid (v _obs ) = 0 kung ang isang tagamasid ay nakapahinga

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) = 0 kung ang pinagmulan ay hindi gumagalaw

6. Isang kotse na patungo sa isang nakatigil na tagamasid na naglalabas ng 490 Hz na mga sound wave. Ang beat frequency na naririnig ay 10 Hz. Kung ang bilis ng mga sound wave sa hangin ay 340 m/s, ano ang bilis ng kotse?

Kilala:

Ang dalas ng tunog (f) = 490 Hertz

Ang bilis ng mga alon ng tunog sa hangin (v) = 340 m/s

Lumalapit ang tagamasid sa pinagmumulan ng tunog upang ang dalas ng tunog na naririnig ay mas malaki kaysa sa dalas ng pinagmumulan ng tunog. Ang dalas ng tunog = 490 Hertz at ang dalas ng tibok = 10 Hertz upang ang dalas ng tunog na naririnig ng isang tagamasid (f') = 500 Hertz.

Hinahanap: ang bilis ng kotse

solusyon:

Ang ekwasyon ng epekto ng Doppler:

Panuntunan sa pag-sign:

Ang bilis ng tunog (v) ay palaging positibo

Positibo ang bilis ng tagamasid ( _{vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog}

Ang bilis ng tagamasid ( _vs ) ay negatibo kung ang tagamasid ay lumalayo sa pinagmumulan ng tunog

Positibo ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) kung ang pinagmulan ng tunog ay lumalayo sa tagamasid

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) ay negatibo kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa tagamasid

Ang bilis ng tagamasid (v _obs ) = 0 kung ang isang tagamasid ay nakapahinga

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) = 0 kung ang pinagmulan ay hindi gumagalaw

Ang bilis ng sasakyan ay 6.9 m/s.

7. Ang sasakyan ng pulis na tumutunog ng sirena na may 930 Hz ay ​​humabol sa isang taong tumakbo palayo sakay ng motorsiklo na may bilis na 72 km/oras ^-1 . Ang bilis ng mga sasakyan ng pulis ay umaabot sa 108 km/oras ^-1 . Kung ang bilis ng tunog sa hangin ay 340 ms-1, kung gayon ang dalas ng mga tunog ng sirena na naririnig ng mga siklista ay …

solusyon:

Panuntunan sa pag-sign:

Ang bilis ng tunog (v) ay palaging positibo

Positibo ang bilis ng tagamasid ( _{vs ) kung ang tagamasid ay gumagalaw patungo sa pinagmumulan ng tunog}

Ang bilis ng tagamasid ( _vs ) ay negatibo kung ang tagamasid ay lumalayo sa pinagmumulan ng tunog

Positibo ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) kung ang pinagmulan ng tunog ay lumalayo sa tagamasid

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) ay negatibo kung ang pinagmulan ng tunog ay gumagalaw patungo sa tagamasid

Ang bilis ng tagamasid (v _obs ) = 0 kung ang isang tagamasid ay nakapahinga

Ang bilis ng pinagmulan (v _pinagmulan ) = 0 kung ang pinagmulan ay hindi gumagalaw

Kilala:

Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog (f) = 930 Hz

Ang bilis ng tagamasid (vp ₎ = 72 km/oras ^-1 = 72 (1000 metro) / 3600 (segundo) = 72,000/3600 metro/segundo = 20 m/s = -20 ms ^-1

Ang bilis ng pinagmumulan ng tunog (v _pinagmulan ) = 108 km/oras ^-1 = 108 (1000 metro) / (3600 segundo) = 108,000 / 3600 metro/segundo = 30 m/s = -30 ms ^-1

Ang bilis ng pinagmumulan ng mga alon ng tunog (v) = 340 ms ^-1

Wanted: Ang dalas ng mga sound wave na naririnig ng isang tagamasid (f')

solusyon:

Ang ekwasyon ng epekto ng Doppler:

8. Ang isang ambulansya ay kumikilos sa bilis na 72 km. oras ^-1 habang nagpapatunog ng sirena na may dalas na 1500 Hz. Ang mga motorsiklo ay gumagalaw sa bilis na 20 ms ^-1 sa magkasalungat na direksyon ng mga ambulansya. Kung ang bilis ng tunog sa hangin ay 340 ms ^-1 , kung gayon ang ratio ng mga frequency na naririnig ng mga motorsiklo kapag papalapit at palayo sa ambulansya ay …

Kilala:

Ang dalas ng pinagmumulan ng tunog (f) = 1500 Hz

Ang bilis ng tagamasid (vp ₎ = 20 m/s

Ang bilis ng pinagmumulan ng tunog (v _pinagmulan ) = 72 km/oras = 72 (1000 metro) / 3600 segundo = 72,000/3600 metro/segundo = 20 m/s

Ang bilis ng pinagmumulan ng mga alon ng tunog (v) = 340 m/s

Hinahanap: Ang ratio ng mga frequency na naririnig ng mga motorsiklista kapag papalapit at palayo sa ambulansya

solusyon:

Ang ekwasyon ng epekto ng Doppler:

Mga frequency na naririnig ng mga motorsiklista na papalapit sa mga ambulansya

Parehong nasa magkasalungat na direksyon ang dalawa kaya kapag ang motorsiklo ay papalapit sa sasakyan ng ambulansya, ang dalawa ay lumalapit sa isa't isa. Ang vp _ay positibo kung ang tagapakinig ay lumalapit sa pinagmumulan ng tunog at ang vs _ay negatibo kung ang pinagmumulan ng tunog ay lumalapit sa tagapakinig.

Naririnig ng mga nagmomotorsiklo ang mga frequency habang papalayo sila sa ambulansya

Parehong nasa magkasalungat na direksyon ang dalawa kaya kapag ang motorsiklo ay lumayo sa ambulansya, pareho rin silang lumalayo sa isa't isa. Ang vp _ay negatibo kung ang tagapakinig ay malayo sa pinagmumulan ng tunog at ang vs _ay positibo kung ang pinagmumulan ng tunog ay malayo sa tagapakinig.

Ang ratio ng mga frequency na naririnig ng mga siklista kapag papalapit at palayo sa ambulansya

1. Ano ang epekto ng Doppler?
   • Sagot: Inilalarawan ng epektong Doppler ang pagbabago sa dalas o wavelength ng isang alon kaugnay ng isang tagamasid na gumagalaw kaugnay ng pinagmumulan ng alon.
2. Paano lumilitaw ang epekto ng Doppler sa mga sound wave?
   • Sagot: Kapag ang isang pinagmumulan ng tunog ay lumalapit sa isang tagamasid, ang tagamasid ay nakakakita ng mas mataas na frequency (o pitch) kaysa kapag ang pinagmumulan ay hindi gumagalaw. Sa kabaligtaran, habang ang pinagmumulan ng tunog ay lumalayo mula sa tagamasid, ang napapansing frequency ay mas mababa.
3. Ano ang pagkakaiba ng redshift at blueshift sa mga tuntunin ng epekto ng Doppler?
   • Sagot: Sa mga tuntunin ng mga electromagnetic wave (tulad ng liwanag), ang redshift ay tumutukoy sa paglipat ng liwanag patungo sa mas mahahabang wavelength (o mas mababang frequency) kapag ang isang pinagmumulan ay lumalayo sa isang tagamasid. Sa kabilang banda, ang Blueshift ay tumutukoy sa paglipat ng liwanag patungo sa mas maiikling wavelength (o mas matataas na frequency) kapag ang pinagmumulan ay lumilipat patungo sa tagamasid.
4. Paano naaangkop ang epekto ng Doppler sa mga galaksiya at sa kanilang paggalaw sa uniberso?
   • Sagot: Maraming galaksiya ang nagpapakita ng redshift, na nagpapahiwatig na lumalayo sila sa atin. Ang obserbasyong ito ay bumubuo ng isang mahalagang ebidensya para sa paglawak ng uniberso.
5. Ano ang papel na ginagampanan ng Doppler effect sa teknolohiya ng weather radar?
   • Sagot: Sinusukat ng Doppler radar ang pagbabago sa dalas ng nasasalamin na signal ng radar na dulot ng mga gumagalaw na bagay, tulad ng mga patak ng ulan o mga granizo. Nagbibigay-daan ito sa mga meteorologist na matukoy ang galaw ng presipitasyon at masukat ang bilis at direksyon ng hangin.
6. Ang epekto ba ng Doppler ay nakikita lamang sa mga alon ng tunog at liwanag?
   • Sagot: Hindi, ang epekto ng Doppler ay maaaring maobserbahan sa anumang uri ng alon, maging ito man ay tunog, liwanag, o iba pang electromagnetic radiation. Nangangailangan lamang ito ng relatibong galaw sa pagitan ng pinagmulan at ng tagamasid.
7. Paano nakakaapekto ang relatibong bilis sa pagitan ng pinagmulan at ng tagamasid sa magnitude ng epekto ng Doppler?
   • Sagot: Kung mas malaki ang relatibong bilis sa pagitan ng pinagmulan at ng tagamasid, mas kapansin-pansin ang Doppler shift. Halimbawa, ang isang mabilis na gumagalaw na ambulansya ay magdudulot ng mas kapansin-pansing pagbabago sa tono habang dumadaan ito kumpara sa isang mabagal na gumagalaw.
8. Bakit hindi natin napapansin ang pagbabago ng Doppler sa liwanag ng mga headlight ng kotse habang papalapit ito sa atin sa gabi?
   • Sagot: Bagama't nangyayari ang Doppler effect sa mga headlight ng kotse, ang bilis nito ay napakaliit kumpara sa bilis ng liwanag. Kaya naman, ang Doppler shift sa frequency/wavelength ng liwanag ay napakaliit at hindi natutukoy ng mata ng tao.
9. Paano ginagamit ng mga hayop tulad ng mga paniki ang epekto ng Doppler?
   • Sagot: Gumagamit ang mga paniki ng echolocation, na naglalabas ng mga sound wave at nakikinig sa mga echo upang mahanap at mahuli ang biktima. Ang Doppler effect ay gumaganap ng papel kapag ang paniki o ang biktima nito ay gumagalaw, na nagdudulot ng pagbabago sa frequency ng mga echoed sound wave, na maaaring matukoy at magamit ng paniki upang husgahan ang galaw at distansya.
10. Paano nauugnay ang epekto ng Doppler sa sirena ng isang sasakyang pang-emerhensya?

• Sagot: Bilang isang sasakyang pang-emergency na may sirena, ang mga sound wave ay napipiga, na humahantong sa mas mataas na frequency o pitch. Habang dumadaan at lumalayo ang sasakyan, ang mga sound wave ay nababanat, na nagreresulta sa mas mababang frequency o pitch. Ito ang Doppler effect na kumikilos, at ito ang dahilan kung bakit iba ang tunog ng sirena habang papalapit ang sasakyan at pagkatapos ay umaatras.