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A continuaciòn encontraràs la guìa de actividades que debes desarrollar en biofìsica sobre problemas de aplicaciòn del efecto Doppler.
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Una ambulancia emite un sonido a 550 Hz. Determina la frecuencia que percibe un observador:
Cuando el observador está en reposo y la ambulancia se aproxima a 25 m/s
Cuando el observador se aleja a 15 m/s de la ambulancia, que ha quedado en reposo
Cuando el observador se acerca a la ambulancia a 10 m/s, teniendo en cuenta que esta se mueve a 20 m/s hacia el observador
Dato: Velocidad del sonido en el aire 340 m/s
Frecuencia de sonido de ambulancia f = 550 Hz
Velocidad del foco vF y del receptor vR variable en cada apartado:
En el primero: vF = 25 m/s ; vR = 0 m/s
En el segundo: vF = 0 m/s ; vR = 15 m/s
En el segundo: vF = 10 m/s ; vR = 20 m/s
Velocidad del sonido en el aire: v = 340 m/s
Caso I
Dado que el emisor se aproxima, sabemos que f' deberá aumentar, y para ello debemos usar un - en el denominador (una razón a/b aumenta cuando disminuye su denominador):
fo = 550 . ( 340 / 340-25)
fo = 593.6 Hz
Caso II
Dado que el receptor se aleja, f' deberá disminuir, y para ello debemos usar un - en el numerador (una razón a/b disminuye cuando disminuye su numerador):
fo = 550 . (340-15 / 340)
fo = 525.7 Hz
Caso III
Dado que el receptor se acerca, la contribución del numerador es aumentar f' , es decir, un + en el numerador. Dado que la ambulancia también se acerca, la contribución del denominador también será aumentar f', es decir, un - en el denominador:
fo = 550 . (340+10 / 340-20)
fo = 601.5 Hz
ACTIVIDAD EN CASA
Resuelve los siguientes problemas sobre el efecto Doppler:
1. La frecuencia del silbato de una locomotora de tren es de 200 Hz. El tren viaja con una velocidad de 15m/s. ¿qué frecuencia percibe un observador en reposo cuando el tren se acerca? ¿y cuando se aleja?
2. El conductor de un vehículo que lleva una velocidad de 20m/s hace sonar el claxon que emite una frecuencia de 200 Hz. Si frente al vehículo hay una montaña, calcula la frecuencia del eco que percibe el conductor.
3. Una ambulancia se acerca a un acantilado y se aleja de un observador con velocidad de 20m/s. El conductor hace funcionar la sirena que emite un sonido de 350 Hz. ¿cuàl es la frecuencia percibida por el observador del sonido que proviene directamente de la ambulancia? ¿cuàl es la frecuencia percibida por el observador del sonido reflejado en el acantilado?
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