Какова будет частота звукового сигнала, который будет слышен человеком на перроне при приближении поезда, если

  • 3
Какова будет частота звукового сигнала, который будет слышен человеком на перроне при приближении поезда, если его сирена генерирует звук частотой 660 Гц и движется со скоростью 123,5 км/ч? А какая частота будет восприниматься человеком на перроне при удалении поезда? Учитывая, что скорость звука в воздухе составляет 343 м/с.
Sonya
20
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать формулу Доплера для частоты звука:

f"=f(v+v0)v+vs

где:
- f" - новая частота звука, которую слышит наблюдатель
- f - исходная частота звука, сгенерированная сиреной
- v - скорость звука в среде (в данном случае, скорость звука в воздухе)
- v0 - скорость наблюдателя относительно среды движения (в данном случае, скорость наблюдателя на перроне)
- vs - скорость источника звука относительно среды движения (в данном случае, скорость поезда)

Для первой части задачи, когда поезд приближается к наблюдателю на перроне, vs будет положительным (так как поезд движется в сторону наблюдателя на перроне), а для второй части задачи, когда поезд удаляется от наблюдателя на перроне, vs будет отрицательным (так как поезд движется от наблюдателя).

Сначала, нам нужно определить скорость поезда в метрах в секунду, так как в формуле Доплера все скорости должны быть в одних и тех же единицах измерения.

vs,м/с=vs,км/ч10003600

Теперь, мы можем подставить значения в формулу Доплера:

Для первой части задачи (приближение поезда):
f"=660(v+v0)v+vs

Для второй части задачи (удаление поезда):
f""=660(v+v0)vvs

Давайте рассчитаем числовые значения для этих формул.

Учитывая, что скорость звука в воздухе составляет примерно 343 м/с, и скорость наблюдателя на перроне составляет 0 м/с (так как наблюдатель находится на месте), а скорость поезда составляет 123,5 км/ч, мы можем вычислить ответы:

vs,м/с=123.510003600=34.31м/с

Для первой части задачи (приближение поезда):
f"=660(343+0)343+34.31671.45Гц

Для второй части задачи (удаление поезда):
f""=660(343+0)34334.31552.63Гц

Таким образом, частота звукового сигнала, который будет слышен человеком на перроне при приближении поезда, составит около 671.45 Гц, а при удалении поезда - около 552.63 Гц.