Awọn ipa Doppler - awọn iṣoro ati awọn solusan
1.
(1) olùwòran kan tí ń lọ sí ibi tí a ti ń ṣe àwọn ohun èlò ìkọ̀wé
(2) orísun tí ń lọ sí ọ̀dọ̀ olùwòran tí ó dúró síbẹ̀
(3) olùwòye àti orísun ń sún mọ́ ara wọn
(4) oluwoye ati orisun n gbe ni iyara kanna
Tí ohùn tí a gbọ́ bá ga ju ohùn tí a gbọ́ lọ, gbólóhùn wo lókè yìí ló tọ́ :
A. (1), (2) àti (3)
B. (1), (2), (3) àti (4)
C. (1) àti (3)
D. (1) àti (4)
E. (2) àti (4)
ojutu
Ìbáramu ti ipa Doppler :
Òfin àmì:
Iyara ohùn (v) nigbagbogbo jẹ rere
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ rere tí oluwoye ba lọ sí ibi tí ohùn náà ti wá.
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ odi ti oluwoye ba kuro ni orisun ohun naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ rere ti orisun ohun ba lọ kuro lọdọ oluwoye naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ odi ti orisun ohun ba lọ si ọdọ oluwoye naa
Iyara oluwoye (v obs ) = 0 ti oluwoye ba wa ni isinmi
Iyara orisun ( orisun v ) = 0 ti orisun naa ba wa ni isinmi
Fun apere :
Iyara oluwoye (v obs ) = 60 m/s, ti oluwoye ba wa ni isinmi lẹhinna v obs = 0
Iyara orisun ( orisun v ) = 40 m/s, ti orisun ohun ba wa ni isinmi lẹhinna orisun v = 0
Iyara ohùn (v) = 340 m/s
Ìgbohùn tí ohùn (f) = 1000 Hertz
Olùwòran kan ń lọ sí ibi tí wọ́n ti ń lo àwọn ohun èlò ìkọ̀wé
Iyára o bserver ( v obs ) jẹ́ rere tí olùwòran bá yípadà sí orísun ohùn náà
Orísun ohun tó wà ní ìsinmi ni orísun v = 0
Orísun tí ń lọ sí ọ̀dọ̀ olùwòran tí ó dúró síbẹ̀
Iyara orisun (v orisun ) jẹ odi ti orisun ohun naa ba lọ si ọdọ oluwoye kan
Olùwòran ní ìsinmi nítorí náà ( v obs ) = 0
Olùwòran àti orísun ń sún mọ́ ara wọn
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ rere tí oluwoye ba lọ sí ibi tí ohùn náà ti wá.
Iyara orisun (v s ource ) jẹ odi ti orisun ohun ba lọ si ọdọ oluwoye naa
Olùwòran àti orísun ń gbéra ní iyára kan náà
Tí orísun ohùn àti olùwòran bá ń lọ ní iyára kan náà, ipa Doppler kò ní wáyé.
2. Olùwòran tí ó sinmi nítòsí orísun ìró ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ 684 Hz. Orísun ìró ìgbóhùnsáfẹ́fẹ́ 676 Hz mìíràn tí ó ń lọ sí ọ̀dọ̀ olùwòran ní 2 n/s. Tí iyára ìró ìgbì afẹ́fẹ́ bá jẹ́ 340 m/s, kí ni ìró ìró tí olùwòran ń gbọ́?
A mọ̀:
Ìwọ̀n ìgbà tí orísun ohùn náà jẹ́ 1 (f 1 ) = 684 Hz (ìsinmi)
Ìwọ̀n ìgbà tí orísun ohùn náà jẹ́ 2 (f 2 ) = 676 Hz (ìgbésẹ̀)
Iyara orisun ohun 2 (v 2 ) = 2 m/s (gbigbe si ọdọ oluwoye)
Iyara orisun awọn igbi ohun ninu afẹfẹ (v) = 340 m/s
A fẹ́: Ìgbohùn ìlù tí olùwòran gbọ́
Ojutu:
Ìdọ́gba ti ipa Doppler:
Òfin àmì:
Iyara ohùn (v) nigbagbogbo jẹ rere
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ rere tí oluwoye ba lọ sí ibi tí ohùn náà ti wá.
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ odi ti oluwoye ba kuro ni orisun ohun naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ rere ti orisun ohun ba lọ kuro lọdọ oluwoye naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ odi ti orisun ohun ba lọ si ọdọ oluwoye naa
Iyara oluwoye (v obs ) = 0 ti oluwoye ba wa ni isinmi
Iyara orisun ( orisun v ) = 0 ti orisun naa ba wa ni isinmi
Ìwọ̀n ìlù tí olùwòran gbọ́ = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.
3. Orísun ohùn tí ń lọ sí ọ̀dọ̀ olùwòran tí ó dúró ní 20 m/s. Ìwọ̀n ìgbà tí orísun ohùn náà jẹ́ = 380 Hz. Ìyára ìgbì ohùn nínú afẹ́fẹ́ = 400 ms -1 . Kí ni ìwọ̀n ìgbà tí olùwòran náà gbọ́?
A mọ̀:
Iyara orisun ohun naa ( orisun v ) = 20 m/s
Iyara oluwoye (v p ) = 0
Ìgbohùngbà orísun ohun náà (f) = 380 Hz
Iyara orisun awọn igbi ohun (v) = 400 ms -1
A fẹ́: Ìwọ̀n ìgbì ohùn tí olùwòran gbọ́
4. Ọkọ A n gbera ni 72 km/h ati ọkọ B n gbera ni 90 km/h, sunmọ ara wọn. Ọkọ A n gbera pẹlu igbohunsafẹfẹ ti 650 Hz. Ti iyara awọn igbi ariwo ninu afẹfẹ ba jẹ 350 m/s, nigbana kini igbohunsafẹfẹ ti awakọ ọkọ B n gbọ lati ọkọ A?
A mọ̀:
Iyara ọkọ ayọkẹlẹ A (v A ) = 72 km/h = 20 m/s, ọkọ ayọkẹlẹ B sunmọ
Iyara ọkọ ayọkẹlẹ B (v B ) = 90 km/h = 25 m/s, ọkọ ayọkẹlẹ ti o sunmọ A
Ìgbohùn ohùn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ A (f A ) = 650 Hz
Iyara awọn igbi ohun ninu afẹfẹ (v) = 350 m/s
A nfẹ: Igbagbo ohun ti awakọ ọkọ ayọkẹlẹ B n gbọ lati inu ọkọ ayọkẹlẹ A
Ojutu:
Iyara ohùn (v) nigbagbogbo jẹ rere
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ rere tí oluwoye ba lọ sí ibi tí ohùn náà ti wá.
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ odi ti oluwoye ba kuro ni orisun ohun naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ rere ti orisun ohun ba lọ kuro lọdọ oluwoye naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ odi ti orisun ohun ba lọ si ọdọ oluwoye naa
Iyara oluwoye (v obs ) = 0 ti oluwoye ba wa ni isinmi
Iyara orisun ( orisun v ) = 0 ti orisun naa ba wa ni isinmi
5. Orísun ohùn kan ń gbéra ní ìṣẹ́jú 10 m/s nígbà tí ó bá ń sún mọ́ olùwòran tí ó dúró. Ìṣẹ́jú orísun ohùn náà jẹ́ 380 Hz àti iyára ìgbì ohùn nínú afẹ́fẹ́ jẹ́ 400 m/s. Kí ni ìṣẹ́jú ìgbì ohùn tí olùwòran náà gbọ́.
A mọ̀:
Iyara orisun ohun naa (vs ) = 20 m/s
Iyara oluwoye (v p ) = 0
Ìgbohùngbà orísun ohun náà (f) = 380 Hz
Iyara awọn igbi ohun ninu afẹfẹ (v) = 400 m/s
A fẹ́: Ìwọ̀n ìgbì ohùn tí olùwòran gbọ́
Ojutu:
Iyara ohùn (v) nigbagbogbo jẹ rere
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ rere tí oluwoye ba lọ sí ibi tí ohùn náà ti wá.
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ odi ti oluwoye ba kuro ni orisun ohun naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ rere ti orisun ohun ba lọ kuro lọdọ oluwoye naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ odi ti orisun ohun ba lọ si ọdọ oluwoye naa
Iyara oluwoye (v obs ) = 0 ti oluwoye ba wa ni isinmi
Iyara orisun ( orisun v ) = 0 ti orisun naa ba wa ni isinmi
6. Ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ kan tí ń lọ sí ọ̀dọ̀ olùwòran tí ó dúró tí ó sì ń tú ìgbì ohùn 490 Hz jáde. Ìwọ̀n ìlù tí a gbọ́ jẹ́ 10 Hz. Tí iyàrá ìgbì ohùn nínú afẹ́fẹ́ bá jẹ́ 340 m/s, kí ni iyàrá ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà?
A mọ̀:
Ìgbohùn tí ohùn (f) = 490 Hertz
Iyara awọn igbi ohun ninu afẹfẹ (v) = 340 m/s
Olùwòran náà súnmọ́ orísun ohùn náà kí ìgbóhùn tí a gbọ́ lè pọ̀ ju ìgbóhùn orísun ohùn lọ. Ìgbóhùn náà = 490 Hertz àti ìgbóhùn náà = 10 Hertz kí ìgbóhùn tí olùwòran (f') gbọ́ lè pọ̀ tó 500 Hertz.
A nfẹ: iyara ọkọ ayọkẹlẹ naa
Ojutu:
Ìdọ́gba ti ipa Doppler:
Òfin àmì:
Iyara ohùn (v) nigbagbogbo jẹ rere
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ rere tí oluwoye ba lọ sí ibi tí ohùn náà ti wá.
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ odi ti oluwoye ba kuro ni orisun ohun naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ rere ti orisun ohun ba lọ kuro lọdọ oluwoye naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ odi ti orisun ohun ba lọ si ọdọ oluwoye naa
Iyara oluwoye (v obs ) = 0 ti oluwoye ba wa ni isinmi
Iyara orisun ( orisun v ) = 0 ti orisun naa ba wa ni isinmi
Iyara ọkọ ayọkẹlẹ naa jẹ 6.9 m/s.
7. Ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ ọlọ́pàá tí ó ń lu sírénì 930 Hz lépa ẹnìkan tí ó sá lọ lórí alùpùpù pẹ̀lú iyàrá 72 km.wákàtí -1 . Iyára àwọn ọkọ̀ ọlọ́pàá dé 108 km.wákàtí -1 . Tí iyára ìró inú afẹ́fẹ́ bá jẹ́ 340 ms-1, nígbà náà ìgbóhùn sírénì tí àwọn oníkẹ̀kẹ́ ń gbọ́ ni…
Ojutu:
Òfin àmì:
Iyara ohùn (v) nigbagbogbo jẹ rere
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ rere tí oluwoye ba lọ sí ibi tí ohùn náà ti wá.
Iyára oluwoye (v obs ) jẹ́ odi ti oluwoye ba kuro ni orisun ohun naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ rere ti orisun ohun ba lọ kuro lọdọ oluwoye naa
Iyara orisun (v orisun ) jẹ odi ti orisun ohun ba lọ si ọdọ oluwoye naa
Iyara oluwoye (v obs ) = 0 ti oluwoye ba wa ni isinmi
Iyara orisun ( orisun v ) = 0 ti orisun naa ba wa ni isinmi
A mọ̀:
Ìgbohùngbà orísun ohun (f) = 930 Hz
Iyara oluwoye (v p ) = 72 km.wakati -1 = 72 (mita 1000) / 3600 (aaya-aaya) = 72,000/mita 3600/aaya-aaya = 20 m/s = -20 ms -1
Iyara orisun ohun ( orisun v ) = 108 km.wakati -1 = 108 (mita 1000) / (awọn aaya 3600) = 108,000 / mita 3600/aaya = 30 m/s = -30 ms -1
Iyara orisun awọn igbi ohun (v) = 340 ms -1
A fẹ́: Ìwọ̀n ìgbì ohùn tí olùwòran gbọ́ (f')
Ojutu:
Ìdọ́gba ti ipa Doppler:
8. Ọkọ alaisan kan n gbera ni 72 km. wakati -1 nigba ti o n lu siren pẹlu igbohunsafẹfẹ ti 1500 Hz. Awọn onirin kẹkẹ n gbera ni iyara ti 20 ms -1 ni awọn itọsọna idakeji pẹlu awọn ọkọ alaisan. Ti iyara ohun ninu afẹfẹ ba jẹ 340 ms -1 , lẹhinna ipin ti awọn igbohunsafẹfẹ ti awọn onirin kẹkẹ n gbọ nigbati wọn ba n sunmọ ati kuro ni ọkọ alaisan jẹ…
A mọ̀:
Ìgbohùngbà orísun ohun (f) = 1500 Hz
Iyara oluwoye (v p ) = 20 m/s
Iyara orisun ohun ( orisun v ) = 72 km/wakati = 72 (mita 1000) / 3600 aaya = 72,000/3600 mita/aaya = 20 m/s
Iyara orisun awọn igbi ohun (v) = 340 m/s
A nfẹ: Ipin awọn igbohunsafẹfẹ ti awọn onirin-kẹkẹ ngbọ nigbati wọn ba n sunmọ ati kuro ni ọkọ alaisan
Ojutu:
Ìdọ́gba ti ipa Doppler:
Àwọn ìgbà tí àwọn awakọ̀ alùpùpù ń gbọ́ tí wọ́n ń sún mọ́ àwọn ọkọ̀ ambulances
Àwọn méjèèjì wà ní ìtọ́sọ́nà òdìkejì, nítorí náà nígbà tí alùpùpù bá sún mọ́ ọkọ̀ abẹ́rẹ́, àwọn méjèèjì yóò sún mọ́ ara wọn. v p jẹ́ rere tí olùgbọ́ bá sún mọ́ orísun ohùn àti v s jẹ́ odi tí orísun ohùn bá sún mọ́ olùgbọ́.
Àwọn awakọ̀ alùpùpù máa ń gbọ́ ìró ohùn bí wọ́n ṣe ń kúrò ní ọkọ̀ ambulansi
Àwọn méjèèjì wà ní ìtọ́sọ́nà òdìkejì, nítorí náà nígbà tí alùpùpù bá kúrò ní ibi tí a ti ń gbé ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, àwọn méjèèjì yóò kúrò ní ara wọn. v p jẹ́ odi tí olùgbọ́ bá jìnnà sí ibi tí ohùn náà wà, tí v s sì jẹ́ rere tí orísun ohùn náà bá jìnnà sí ibi tí ohùn náà wà.
Ìpíndọ́gba àwọn ìgbà tí àwọn alùpùpù ń gbọ́ nígbà tí wọ́n bá ń sún mọ́ àti nígbà tí wọ́n bá ń jìnnà sí ọkọ̀ ambulansi
- Kí ni ipa Doppler?
- dahun: Ìpa Doppler ṣàpèjúwe ìyípadà nínú ìgbóná tàbí ìwọ̀n ìgbì ìgbì ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú olùwòran tí ó ń rìn ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú orísun ìgbì náà.
- Báwo ni ipa Doppler ṣe hàn nínú ìgbì ohùn?
- dahun: Nígbà tí orísun ohùn bá sún mọ́ olùwòran kan, olùwòran náà máa ń rí ìró ohùn tó ga ju ti orísun náà lọ. Ní ọ̀nà mìíràn, bí orísun ohùn náà ṣe ń kúrò lọ́dọ̀ olùwòran náà, ìró ohùn náà máa ń dínkù.
- Kí ni ìyàtọ̀ láàárín redshift àti blueshift ní ìbámu pẹ̀lú ipa Doppler?
- dahun: Ní ti àwọn ìgbì iná mànàmáná (bí ìmọ́lẹ̀), redshift túmọ̀ sí ìyípadà ìmọ́lẹ̀ sí àwọn ìgbì gígùn (tàbí àwọn ìgbì tó kéré sí i) nígbà tí orísun kan bá ń kúrò lọ́dọ̀ olùwòran. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, Blueshift tọ́ka sí ìyípadà ìmọ́lẹ̀ sí àwọn ìgbì gígùn kúkúrú (tàbí àwọn ìgbì tó ga jù) nígbà tí orísun náà bá ń lọ sí ọ̀dọ̀ olùwòran.
- Báwo ni ipa Doppler ṣe kan àwọn ìṣùpọ̀ ayé àti ìṣíkiri wọn ní àgbáyé?
- dahun: Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìràwọ̀ máa ń fi redshift hàn, èyí tó fi hàn pé wọ́n ń kúrò lọ́dọ̀ wa. Àkíyèsí yìí jẹ́ ẹ̀rí pàtàkì fún ìfẹ̀sí àgbáyé.
- Ipa wo ni ipa Doppler ṣe ninu imọ-ẹrọ radar oju ojo?
- dahun: Rádà Doppler ń wọn ìyípadà nínú ìgbà tí àmì rádà tí ó farahàn tí àwọn nǹkan bí òjò tàbí yìnyín ń fà. Èyí ń jẹ́ kí àwọn onímọ̀ nípa ojú ọjọ́ lè ṣàwárí ìṣípo òjò àti wíwọ̀n iyàrá àti ìtọ́sọ́nà afẹ́fẹ́.
- Ṣé ìró àti ìgbì ìmọ́lẹ̀ nìkan ni a máa rí ipa Doppler?
- dahun: Rárá o, a lè rí ipa Doppler nínú irú ìgbì èyíkéyìí, ìbáà ṣe ìró, ìmọ́lẹ̀, tàbí ìtànṣán oníná mànàmáná mìíràn. Ó kàn nílò ìṣípo láàárín orísun àti olùwòran.
- Báwo ni iyàrá ìbáṣepọ̀ láàárín orísun àti olùwòye ṣe ní ipa lórí bí ipa Doppler ṣe tó?
- dahun: Bí iyàrá ìbáṣepọ̀ láàárín orísun àti olùwòran bá ṣe pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni ìyípadà Doppler ṣe pọ̀ tó. Fún àpẹẹrẹ, ọkọ̀ ambulance tó ń yára rìn yóò mú ìyípadà tó ṣe kedere wá nínú ìró ohùn bí ó ṣe ń kọjá lọ ní ìfiwéra pẹ̀lú èyí tó ń lọ díẹ̀díẹ̀.
- Kí ló dé tí a kò fi kíyèsí ìyípadà Doppler nínú ìmọ́lẹ̀ iná ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ bí ó ṣe ń sún mọ́ wa ní alẹ́?
- dahun: Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ipa Doppler máa ń wáyé fún iná ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, iyára ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà kéré jù ní ìfiwéra pẹ̀lú iyára ìmọ́lẹ̀. Nítorí náà, ìyípadà Doppler nínú ìgbóná/ìgbì iná náà kéré gan-an, ojú ènìyàn kò sì lè rí i.
- Báwo ni àwọn ẹranko bíi àdán ṣe ń lo ipa Doppler?
- dahun: Àwọn àdán máa ń lo ibi tí wọ́n ń pè ní echolocation, wọ́n máa ń tú ìgbì ohùn jáde, wọ́n sì máa ń gbọ́ ìró ohùn láti wá ohun ọdẹ rí àti láti mú un. Ìpa Doppler máa ń kó ipa nígbà tí àdán tàbí ohun ọdẹ rẹ̀ bá ń rìn, èyí sì máa ń fa ìyípadà nínú bí ìró ohùn náà ṣe ń dún, èyí tí àdán lè rí kí ó sì lò láti ṣe ìdájọ́ ìṣípo àti ìjìnnà rẹ̀.
- Báwo ni ipa Doppler ṣe níí ṣe pẹ̀lú siren ti ọkọ̀ pajawiri?
- dahun: Gẹ́gẹ́ bí ọkọ̀ pajawiri tí ó ní ìtẹ̀sí sírénì, àwọn ìgbì ohùn máa ń di èyí tí ó ń yọrí sí ìtẹ̀sí tàbí ìtẹ̀sí gíga. Bí ọkọ̀ náà bá ti ń kọjá tí ó sì ń lọ, àwọn ìgbì ohùn máa ń nà, èyí tí yóò sì yọrí sí ìtẹ̀sí tàbí ìtẹ̀sí tí ó dínkù. Èyí ni ipa Doppler ní ìgbésẹ̀, ìdí nìyí tí sírénì náà fi ń dún bí ọkọ̀ náà ṣe ń sún mọ́lé tí ó sì ń fà sẹ́yìn.
