Fórmula de desplazamiento Doppler

Cuando se trata de la propagación del sonido, el cambio Doppler es el cambio en el tono de una fuente a medida que viaja. La frecuencia parece crecer a medida que la fuente se acerca al oyente y disminuye a medida que el origen se aleja del oído. Cuando la fuente se dirige hacia el oyente, su velocidad es positiva; cuando se aleja del oyente, su velocidad es negativa. Si el oyente viaja hacia la fuente, su velocidad es positiva; si el oyente se aleja de la fuente, su velocidad es negativa. La frecuencia percibida por el oído es mayor que la frecuencia emitida por la fuente.

 

Hay dos formas de corrimiento Doppler: corrimiento al rojo, que es un cambio en la frecuencia a una longitud de onda más baja que implica alejarse del observador, y corrimiento al azul, que es un cambio en la frecuencia a longitudes de onda más largas que indica hacia el observador.

Fórmula de desplazamiento Doppler

f = f_s\left(\dfrac{v + v_l}{v - v_s}\right)

dónde,

  • f s denota la frecuencia de la fuente del sonido
  • v denota la velocidad del sonido
  • v s denota la velocidad de la fuente
  • v L denota la velocidad del oyente

Problemas de muestra

Problema 1: un objeto a 70 m/s está produciendo una frecuencia de 100 Hz. Encuentre la frecuencia del sonido que escucha una persona frente al objeto.

Solución:

Dado que,

v = 343 m/s

vs = 70 m/ s

fs = 100 Hz

v L = 0

Por lo tanto, por la fórmula del desplazamiento Doppler: 

\begin{aligned}f &= f_s\left(\dfrac{v + v_l}{v - v_s}\right)\\&=100\times \frac{343 + 0}{343 - 70}\\&= 125.64 \text{ Hz}\end{aligned}

Problema 2: Un objeto a 90 m/s está produciendo una frecuencia de 120 Hz. Encuentre la frecuencia del sonido que escucha una persona frente al objeto.

Solución:

Dado que, 

v = 343 m/s

v s = 90 m/s

fs = 120 Hz

v L = 0

Por lo tanto, por la fórmula del desplazamiento Doppler: 

t\begin{aligned}f &= f_s\left(\dfrac{v + v_l}{v - v_s}\right)\\&=120\times \dfrac{343 + 0}{343 - 90}\\&= 135.57 \text{ Hz}\end{aligned}

Problema 3: Indique la causa del desplazamiento doppler.

Solución:

El efecto Doppler se define como el efecto causado por un cuarto y de vibraciones donde se percibe un mayor cambio en la velocidad para los perceptores que miran hacia la fuente y un cambio aparente hacia abajo en la frecuencia para los perceptores que miran hacia el lado opuesto de la fuente.

Problema 4: Indique un significado del cambio Doppler.

Solución:

El efecto Doppler para las señales eléctricas de la luz conduce al carmesí o al cambio de color en astronomía. El efecto Doppler y la velocidad radial pueden usarse para calcular el ritmo al que los planetas o las galaxias se retiran o van a alcanzarnos.

Problema 5: ¿Cómo son las sirenas utilizadas en los vehículos de emergencia una aplicación del Doppler Shift?

Solución:

La teoría que subyace a la sirena es que a medida que se desliza hacia abajo desde el espectador, comienza en un registro más alto que su tono estático, y cuando se aleja del observador, comienza en una frecuencia más baja que su tono estático. Se ve comúnmente en los servicios de emergencia.

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por kamaljeet69420 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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