Efecto Doppler – una fuente sonora en movimiento
FísicaOscilaciones y ondasEdades 16–17
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Inicia sesión para usarUna fuente sonora (un vehículo con sirena) pasa a velocidad constante junto a un oyente situado a una distancia d de la carretera; los frentes de onda son círculos emitidos desde las posiciones anteriores de la fuente, por eso se apiñan delante de ella y se separan detrás. La frecuencia que recibe el oyente, f', se calcula a partir de las componentes de la velocidad a lo largo del camino del sonido y se muestra como número, como gráfica f'(t) y como sonido: aguda mientras la fuente se acerca y cada vez más grave cuando se aleja. El oyente también puede moverse en sentido contrario a la fuente o en su mismo sentido.
Lección: Ondas sonoras: el efecto Doppler con fuente u observador en movimiento
Qué muestra
El efecto Doppler es el cambio de la frecuencia oída cuando una fuente sonora y un oyente se mueven uno respecto del otro. Una fuente en movimiento emite cada cresta desde una posición nueva, y las crestas se apiñan delante y se separan detrás. Si se acercan, las crestas llegan más a menudo y se oye una frecuencia mayor; si se alejan, una menor. En aire en reposo, f' = f·(v + vo')/(v − vs'), donde vs' y vo' son las componentes de la velocidad sobre la recta que los une. Al pasar la fuente, esas componentes varían y el tono baja poco a poco, como una sirena de ambulancia.
Cómo usarla
Pulsa el botón del altavoz para oír el sonido y observa una pasada: f' empieza alta, baja suavemente pasando por la frecuencia de la fuente y termina baja. Compara la separación de los círculos delante y detrás de la fuente. Cambia Velocidad de la fuente y Frecuencia de la fuente, arrastra al oyente para cambiar Distancia a la carretera o pon Oyente en En sentido contrario a la fuente. Usa Pausa, Iniciar y Reiniciar para repetir una pasada.
Parámetros que puedes cambiar
- Velocidad de la fuente 0–170 m/s
- Frecuencia de la fuente 200–1000 Hz
- Oyente En reposo, En sentido contrario a la fuente, En el mismo sentido que la fuente
- Velocidad del oyente 0–100 m/s
- Distancia del oyente a la carretera 10–60 m
Preguntas para explorar
- ¿Por qué f' disminuye poco a poco, en vez de saltar de alta a baja, cuando la fuente pasa junto al oyente?
- ¿Por qué f' es igual a f un poco después de que la fuente quede a la altura del oyente, y no en ese instante?
- ¿Cómo se comparan las longitudes de onda delante y detrás con la de la fuente en reposo si la fuente va a 170 m/s?
