Akustischer Dopplereffekt < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Aufgabe | Sie fahren auf der Strasse mit 60km/h, als Ihnen ein Polizeiwagen mit Martinshorn entgegenkommt. Als er von Ihnen wegfährt, hören Sie das Tonintervall (Quarte) genau um eine Quarte tiefer. (Der zuerst tiefe Ton ist jetzt der hohe.) Das bedeutet, dass sich die beobachtete Frequenz um den Faktor 3/4 verringert hat.
a) Wie schnell fährt die Polizei? c = 340m/s
b) Um welchen Faktor muss die abgestrahlte Leistung P einer Sirene gesenkt werden, damit man sie 20dB leiser hört?
c) Um welchen Faktor muss man die Entfernung zur Sirene vergrößern damit man sie um 20dB leiser hört?
d) Nun kommt die Polizei in eine Radarfalle, die mit elektromagnetischen Wellchen betrieben wird. Welche Schwebungsfrequenz ergibt sich aus der Überlagerung der vom Gerät ausgesendeten Wellen [mm] (\lambda0 [/mm] = 3,2 cm) und der vom Auto reflektierten Wellen? |
Hallo zusammen,
ich hänge mal wieder über einer Physikaufgabe.
Umd zwar fange ich einfach mal an 
a) Hier bekomme ich utopische Geschwindigkeiten heraus (über 600km/h)
Ansatz:
fb = fq * [mm] \bruch{c+vb}{v-vq}
[/mm]
[mm] \bruch{fb}{fq} [/mm] = [mm] \bruch{0,75}{1}
[/mm]
Dann auflösen nach vq.
vq = 169,53 m/s
b)
J [mm] \sim p^{2}
[/mm]
p = [mm] \wurzel{20db}
[/mm]
c)
Habe ich leider keinen Ansatz für :(
d)
[mm] \lambda0 [/mm] = 3,2 cm = 0,032m
c = [mm] \lambda [/mm] * f
f = [mm] \bruch{c}{\lambda} [/mm] (ausgesendete Frequenz
Aber wie geht es dann weiter ? Benötige ja anscheinend die Ergebnisse aus Aufgabenteil a, oder ?
Danke im Voraus !
Gruß
Fabian
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 14:30 So 08.06.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo Fabian!
> Sie fahren auf der Strasse mit 60km/h, als Ihnen ein
> Polizeiwagen mit Martinshorn entgegenkommt. Als er von
> Ihnen wegfährt, hören Sie das Tonintervall (Quarte) genau
> um eine Quarte tiefer. (Der zuerst tiefe Ton ist jetzt der
> hohe.) Das bedeutet, dass sich die beobachtete Frequenz um
> den Faktor 3/4 verringert hat.
> a) Wie schnell fährt die Polizei? c = 340m/s
> b) Um welchen Faktor muss die abgestrahlte Leistung P
> einer Sirene gesenkt werden, damit man sie 20dB leiser
> hört?
> c) Um welchen Faktor muss man die Entfernung zur Sirene
> vergrößern damit man sie um 20dB leiser hört?
> d) Nun kommt die Polizei in eine Radarfalle, die mit
> elektromagnetischen Wellchen betrieben wird. Welche
> Schwebungsfrequenz ergibt sich aus der Überlagerung der vom
> Gerät ausgesendeten Wellen [mm](\lambda0[/mm] = 3,2 cm) und der vom
> Auto reflektierten Wellen?
> Hallo zusammen,
>
> ich hänge mal wieder über einer Physikaufgabe.
>
> Umd zwar fange ich einfach mal an
>
> a) Hier bekomme ich utopische Geschwindigkeiten heraus
> (über 600km/h)
>
> Ansatz:
>
> fb = fq * [mm]\bruch{c+vb}{v-vq}[/mm]
>
> [mm]\bruch{fb}{fq}[/mm] = [mm]\bruch{0,75}{1}[/mm]
![[notok]](/images/smileys/notok.gif "[notok]")
In der Aufgabe steht nicht, dass die gehörte Frequenz 3/4 der Quellenfrequenz ist. Es ist beidesmal die Rede von der gehörten Frequenz, einmal wenn sich beide Fahrzeuge aufeinander zubewegen, dann wenn sie sich voneinander wegbewegen.
> b)
> J [mm]\sim p^{2}[/mm]
>
> p = [mm]\wurzel{20db}[/mm]
???
> c)
> Habe ich leider keinen Ansatz für :(
Wie hängt der Schalldruck von der Entfernung ab?
> d)
> [mm]\lambda0[/mm] = 3,2 cm = 0,032m
>
> c = [mm]\lambda[/mm] * f
> f = [mm]\bruch{c}{\lambda}[/mm] (ausgesendete Frequenz
>
> Aber wie geht es dann weiter ? Benötige ja anscheinend die
> Ergebnisse aus Aufgabenteil a, oder ?
Ja.
Viele Grüße
Rainer
|
|
|
| |
|
Hi Rainer,
also dann neuer Versuch, neues Glück:
zu a)
Neuer Ansatz:
fb = fq * [mm] \bruch{(c+vb)}{(c-vq)}
[/mm]
[mm] \bruch{3}{4}*fb [/mm] = fq * [mm] \bruch{(c-vb)}{(c+vq)}
[/mm]
Wenn ich beide Gleichungen dividiere müsste sich ja fq und fb rauskürzen, so dass ich nach vq auflösen kann oder ?
zu c)
Abnahme mit [mm] \bruch{1}{r}
[/mm]
=> Dazu muss ich aber doch den Ausgangsscahlldruch kennen, oder ?
zu d)
Ist dann hier der Relativistische Dopplereffekt anzuwenden?
Gruß
Fabian
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 19:20 Mo 09.06.2008 | | Autor: | rainerS |
Hallo!
> Hi Rainer,
>
> also dann neuer Versuch, neues Glück:
>
> zu a)
>
> Neuer Ansatz:
>
> fb = fq * [mm]\bruch{(c+vb)}{(c-vq)}[/mm]
> [mm]\bruch{3}{4}*fb[/mm] = fq * [mm]\bruch{(c-vb)}{(c+vq)}[/mm]
Warum bewegt sich der Beobachter in der zweiten Gleichung in die andere Richtung?
> Wenn ich beide Gleichungen dividiere müsste sich ja fq und
> fb rauskürzen, so dass ich nach vq auflösen kann oder ?
Ja.
> zu c)
>
> Abnahme mit [mm]\bruch{1}{r}[/mm]
> => Dazu muss ich aber doch den Ausgangsscahlldruch kennen,
> oder ?
Nein, denn es ist ja nur nach dem Verhältnis der Schalldrücke gefragt.
> zu d)
> Ist dann hier der Relativistische Dopplereffekt
> anzuwenden?
Das gibt mit Sicherheit ein richtiges Ergebnis, allerdings:
Bewegt sich der Polizeiwagen mit relativistischer Geschwindigkeit?
Der entscheidende Unterschied zwischen Schall und elektromagnetischen Wellen ist die Existenz bzw Nichtexistenz des Mediums. Daher spielt bei e.m. Wellen nur die relative Geschwindigkeit zwischen Quelle und Beobachter eine Rolle.
Bei den niedrigen Geschwindigkeiten, um die es hier geht, macht es fast keinen Unterschied, ob du relativistisch rechnest oder die nichtrelativistische Näherung nimmst. Probier's aus!
Viele Grüße
Rainer
|
|
|
|
