НЕСФ 2018, Специална тема — Задача 3. Ефект на Доплер

Национално есенно състезание по физика, гр. Сандански, 1-3 ноември 2018 г. — Специална тема · 1 ноември 2018 г. · 11 т.

Условие

Част 1

На фиг. 5 е показан монохроматичен източник на звук (A), който се движи праволинейно с постоянна скорост v. Векторът на скоростта е насочен под ъгъл θ спрямо правата, свързваща източника с приемник (B). Източникът излъчва звук с постоянна честота f. Ефектът на Доплер се изразява в това, че честотата $f'$, регистрирана от приемника, се различава от излъчената честота f. Скоростта на звука е c.

а) Изведете формула за честотата $f'$ като функция на f, v, c и $\theta$. [2 т.]

б) Част 2

Звуковият източник преминава край приемника. Началното разстояние, от което той потегля, е огромно, така че първоначално ъгълът θ е приблизително нула. На фиг. 6 е показана регистрираната честота $f'$ като функция на времето. Скоростта на звука е 340 m/s. Изведете аналитичен и числен израз за:

скоростта v и честотата f. [1 т.]

в) най-малкото разстояние d между източника и приемника. [3 т.]

г) Част 3

Човек се е скрил под скална козирка с цел да се предпази от проливен дъжд. В даден момент козирката рухва и човекът започва да крещи с честота $f = 3$ KHz. Земното ускорение е g = 10 m/s$^2$. Изведете формула за:

честотата $f'$, която „чува“ козирката. [2,5 т.]

д) честотата $f''$ на отразения от козирката звук, който чува човекът. [2,5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2018_STproblems.pdf · официални решения: esenni_2018_STsolutions.pdf