Какой частотой звукового сигнала услышит велосипедист, движущийся навстречу автомобилю со скоростью 40 км/ч, если

Тема: Эффект Доплера в звуке

Объяснение: Эффект Доплера в звуке описывает изменение частоты звука, которое наблюдается при движении источника звука и наблюдателя относительно друг друга. Если источник и наблюдатель движутся друг к другу, то частота звука, услышанного наблюдателем, будет выше, чем частота, которую излучает источник. Если же они движутся в противоположных направлениях, то частота звука будет ниже.

Формула Доплера для частоты звука выглядит следующим образом:

f" = f * (v + vн) / (v + vи),

где f" - частота звука, услышанная наблюдателем,
f - частота звука, излучаемая источником,
vн - скорость наблюдателя,
vи - скорость источника.

В данной задаче источником звука является автомобиль, а наблюдателем - велосипедист. Для решения задачи необходимо найти скорости движения обоих объектов и подставить их в формулу Допплера.

Демонстрация: Пусть частота сигнала, излучаемого автомобилем, равна 500 Гц. Скорость велосипедиста - 20 км/ч, скорость автомобиля - 60 км/ч. Какая частота звука будет услышана велосипедистом?

Решение:
f" = f * (v + vн) / (v + vи)

f" = 500 * (343 + 20) / (343 + 60)

f" = 500 * 363 / 403

f" ≈ 450 Гц

Совет: Чтобы лучше понять и запомнить формулу Доплера, рассмотрите различные ситуации движения источника и наблюдателя относительно друг друга. Попробуйте также провести эксперименты, используя гаджеты с генераторами звука и приборы для его измерения.

Закрепляющее упражнение: Автомобиль движется со скоростью 80 км/ч и издает звук с частотой 1000 Гц. С какой частотой услышит этот звук наблюдатель, стоящий неподвижно на обочине? Воспользуйтесь формулой Доплера и найдите ответ.

Тема занятия: Доплеровский эффект

Объяснение: Доплеровский эффект относится к изменению частоты звукового сигнала относительно наблюдателя, вызванному движением источника звука и наблюдателя относительно друг друга. В данной задаче велосипедист движется навстречу автомобилю, поэтому мы должны учесть их относительную скорость.

Формула для вычисления изменения частоты звука при Доплеровском эффекте:

f" = f * (v + vd) / (v + vs),

где f" - частота звука, услышанного наблюдателем,
f - частота звука, издаваемого источником,
v - скорость звука,
vd - скорость движения источника звука,
vs - скорость движения наблюдателя.

В данной задаче частота звука, издаваемого автомобилем, не указана, поэтому мы не можем точно определить частоту звука, услышанного велосипедистом. Но если мы предположим, что частота звука, издаваемого автомобилем, равна 1000 Гц, мы можем продолжить вычисления. Также нам нужно преобразовать скорости из км/ч в м/c, чтобы использовать их в формуле.

Таким образом, мы можем использовать формулу:

f" = 1000 * (343 + 40) / (343 - 15),

где скорость звука равна 343 м/с, скорость велосипедиста равна 40 км/ч (11,111 м/с), а скорость автомобиля равна 90 км/ч (25 м/с).

Вычисляя, мы получаем:

f" = 1000 * (343 + 11,111) / (343 - 25) = 1000 * 354,111 / 318 = 1113,78 Гц.

Таким образом, велосипедист услышит звуковой сигнал с частотой около 1113,78 Гц.

Совет: Чтобы лучше понять Доплеровский эффект, рекомендуется изучить его подробнее в учебнике по физике. Также полезно провести эксперименты с использованием звуковых источников, движущихся относительно друг друга с разными скоростями. Это поможет вам лучше представить, как движение влияет на частоту звука.

Задание: Пусть автомобиль движется со скоростью 60 км/ч и издает звук с частотой 1500 Гц. Какую частоту звукового сигнала услышит наблюдатель, движущийся в том же направлении со скоростью 20 км/ч?