Aula di Scienze

Aula di Scienze

Persone, storie e dati per capire il mondo

Speciali di Scienze
Materie
Biologia
Chimica
Fisica
Matematica
Scienze della Terra
Tecnologia
I blog
Sezioni
Come te lo spiego
Science News
Podcast
Interviste
Video
Animazioni
L'esperto di matematica
L'esperto di fisica
L'esperto di chimica
Chi siamo
Cerca
L'esperto di fisica

Un problema sull'effetto Doppler

Sara mi propone un esercizio sull'effetto Doppler, e io le do una traccia della soluzione.
leggi

Sara sottopone un esercizio:

Un'automobile si avvicina con una velocità di 43,2 km/h a una parete ferma. Il suo avvisatore acustico anteriore emette onde sonore di 200 Hz che si propagano alla velocità di 340 m/s. Le onde sonore si riflettono sulla parete che agisce come una nuova sorgente di onde sonore. Calcola:

  • la lunghezza d'onda del suono davanti all'automobile
  • la frequenza con cui le onde colpiscono la parete
  • la frequenza dell'onda riflessa dalla parete e percepita dall'autista
  • la frequenza dei battimenti tra il suono principale e il suono riflesso udita dall'autista.

Ecco una guida alla soluzione:

Se chiamiamo c la velocità delle onde relativamente al mezzo, e ve e vr la velocità rispettivamente dell'emettitore e del ricevitore, sempre relativamente al mezzo, la frequenza f delle onde trasmesse è legata alla frequenza f0 delle onde emesse dalla relazione:
  f = f0·(c + vr)//c + ve).
Il segno di ve è positivo se l'emettitore si allontana dal ricevitore, mentre quello di vr è positivo se il ricevitore si avvicina all'emettitore.

Nel primo e nel secondo caso l'emettitore è l'automobile, quindi: f0 = 200 Hz, ve = -11,9 m/s, vr = 0, c = 340 m/s. La frequenza delle onde trasmesse, che colpiscono la parete, risulta f = 207, mentre la lunghezza d'onda risulta λ = c/f = 1,64 m.

Nel terzo caso l'emettitore è la parete, che riflette le onde ricevute a una frequenza di 207 Hz. Quindi f0 = 207 Hz, ve = 0, vr = 11,9 m/s. La frequenza delle onde percepite dall'autista è perciò f = 214 Hz.

La frequenza dei battimenti prodotti da due onde di frequenza vicina che interferiscono è la media delle due frequenze, in questo caso f1 = 200 Hz e f2 = 214 Hz. Perciò i battimenti percepiti dall'autista hanno frequenza pari a 207 Hz.

Devi completare il CAPTCHA per poter pubblicare il tuo commento