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[Risolto] EFFETTO DOPPLER

  

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Una musicista si trova in un autoveicolo scoperto e suona una strumento musicale che emette un'onda sonora a frequenza fo. L'autoveicolo si allontana con una certa velocità da un ascoltatore fermo a terra. L'ascoltatore percepisce una frequenza minore di un semitono nella scala temperata rispetto a quella dell'onda emessa. 

Determina il modulo della velocità dell'autoveicolo   R= 73 m/s

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f2/f1 = semitono temperato vale 2^(1/12); 

f2/f1 = 2^(1/12); valore del semitono 

f2 = f1 * 2^(1/12) = f1 * 1,059 se si sale la scala ed f2 > f1;

L'ascoltatore sente un abbassamento di frequenza;

fo = frequenza reale.

fo'< fo;

fo' /fo = 1 /(1,059);

fo' = fo / 1,059;

fo' = fo * (v suono) / [(v suono) + (v auto)],  (auto in allontanamento, si mette + v auto).

fo / 1,059 = fo * 340 / [340 + (v auto)]

fo si semplifica;

340 + (v auto) = 1,059 * 340;

v auto = 360,06 - 340;

v auto = 20,1 m/s;

v auto = (20,1 * 3,6) km/h = 72 km/h.

@dan2004  ciao.

Non possono essere 73 m/s come dice il testo: 

73 m/s * 3,6 = 263 km/h; sarebbe una velocità troppo elevata per un'auto...



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fe = emitted frequency

fp = perceived frequency

Vs = sound speed 

Vp = perceived speed 

 

fe/fp = 1,059463 (Vs+Vp)/Vs 

1,059463*340 = 340+V

V = 340*(1,059463-1) = 20,22 m/sec = 72,8 km/h 

@remanzini_rinaldo scusi, ma dato che la sorgente è in allontanamento il segno del denominatore non dovrebbe essere un + ?

doppler

@remanzini_rinaldo potrtesti spiegare perchè il valore 1,059463?

ciao Walid

 

@alejandrost è il valore del semitono 

 

@Dniinsnisni   qui si cerca di fare del nostro meglio....



3

ESERCIZIO SCRITTO COL PIEDE SINISTRO AD OCCHI CHIUSI.
1) 73 m/s ~= 263 km/h
Velocità da FrecciaRossa, Italo, TGV, ... tutti veicoli che:
1a) non sono autoveicoli (i treni si alimentano da linea elettrica);
1b) non posseggono logge scoperte;
1c) spazzerebbero via qualsiasi musicista appollaiata all'esterno.
2) "minore di un semitono nella scala temperata" su un libro di fisica è gravemente scorretto, anche in un Liceo Musicale (se ancora ne esistono, con una riforma ogni due anni per 25 anni).
Proporrei, per quieto vivere, di riformularlo leggermente, almeno mettendo per il risultato atteso una ragionevole velocità di 73 km/h ~= 20 m/s
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Una sorgente sonora, in allontanamento a velocità V da un ascoltatore fermo, emette un suono a frequenza F. L'ascoltatore percepisce la frequenza f = F/2^(1/12).
Si chiede di determinare V.
Si risolve rammentando la formula dell'effetto Doppler
* f = (v/(v + V))*F
dove "v" è la velocità di propagazione dell'onda nel mezzo (del suono in aria).
Eguagliando alla formula il dato si ha
* f = (v/(v + V))*F = F/2^(1/12) ≡ V = (2^(1/12) - 1)*v ~= (175/2943)*v
Non essendo state fornite le condizioni climatiche in cui si svolge l'esperimento il risultato finale è solo la costante di proporzionalità con la sua approssimazione
* V = (2^(1/12) - 1)*v ~= (175/2943)*v
da cui, per ottenere V = 73 km/h, occorre trovare condizioni climatiche per le quali la velocità del suono in aria sia
* v = 73/(2^(1/12) - 1) km/h ~= 341 m/s
che è un valore più che plausibile.
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TORMENTONE: ma perché s'adottano libri così malscritti?



2

fp = fo/(rad_12(2)) = 0.9438 fo

 

Ricordando che per sorgente in moto ed osservatore fermo

fp = vs/(vs - va) * fo

 

fp vs - fp va = fo vs

fp va = fp vs - fo vs

va = vs (1 - fo/fp) = 340 m/s *(1 - 1.05946) = - 20.217 m/s

 

|va| = 72.783 km/h

circa 73 km/h ( é evidente che é sbagliata l'unità di misura )

@eidosm grazie



Risposta
SOS Matematica

4.6
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