EFECTO DOOPLER

INTEGRANTES: ALVAREZ QUISPE MARIA DE FATIMA ALVA MIRANDA MIRIAM BOLIVAR OSCCO DIANA YANNINA HANAMPA MAQUERA GRESE RENDON ANCHAYHUA NAOMY

El efecto Doppler fue propuesto por Cristian Doppler (1803-1853) en 1842 en un trabajo llamado "Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros".En 1845, el científico holandés Buys-Ballot (1817-1890) estudió el efecto Doppler en el sonido. Utilizó trompetistas montados en trenes en marcha para comprobar que el tono de un sonido emitido por una fuente que se aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja.

ANTECEDENTES

EFECTO DOOPLEREs un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento.El efecto Doppler no es simplemente funcional al sonido, sino también a otro tipos de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado en efecto en la realidad cuando se trata de ondas de sonido, es utilizado para medir flujos sanguíneos en medicina movimiento de expresión en la galaxia e incluso de velocidad de vehículos también hay otros como son ondas electromagnética, ondas luminosas, etc.

A modo de recordatorio, analicemos la siguiente escena:

DONDE :

fo= frecuencia que percibe el observador(también se usa como fr o frecuencia de la señal b recibida).

ff = frecuencia real que emite la fuente (también se usa como fe o frecuencia de la señal emitida)

vs = velocidad del sonido (343 m/s).

vo = velocidad del observador (también se usa como vr o velocidad del receptor)

vf = velocidad de la fuente (también se usa como ve o velocidad del emisor)

• Si el observador se acerca a la fuente emisora, el signo en el numerador será + (más) y simultáneamente el signo en el denominador será – (menos).

• Ahora, si el observador se aleja de la fuente emisora, el signo en el numerador será – (menos) y simultáneamente el signo del denominador será + (más).

fs

sf vv

vvff

00 .

FORMULA GENERAL DEL EFECTO DOPPLER

CASO 1Observador en movimiento con foco fijoEn el caso de que el foco se encuentre fijo y el observador sea el que se mueve, lo que varía no es la longitud de onda, sino la rapidez con la que ella se percibe.

A la rapidez de la onda hay que sumarle o restarle la rapidez del observador.Convención del signo• Es "+" cuando el observador se aproxima, y "-" cuando se

aleja.

PROBLEMA

Una sirena de fabrica emite con una frecuencia de 500 Hz. Calcula la frecuencia que percibirá un observador cuando se acerque a la sirena con una velocidad de 10 m/s y cuando se aleja de ella con la misma velocidad.

A) El observador percibe un sonido de una frecuencia mayor cuando se acerca a la sirena .aplicando la ecuación general del efecto DOPPLER, se tiene que la velocidad del observador es igual +10m/s y la del foco 0m/s.

Hzs

ms

ms

ms

mHzf

vvvvfffocos

obssf

7.5140340

)10()340(.500

.

0

0

B)El observador percibe un sonido de una frecuencia menor cuando se aleja de la sirena .aplicando la ecuación general del efecto DOPPLER , se tiene que la velocidad del observador es igual a -10 m/s y la del foco 0 m/s.

Hzs

ms

ms

ms

mHzf

vvvvfffocos

obsersf

294.4850)340(

10)340(.500

.

0

0

CASO 2: OBSERVADOR FIJO- FUENTE EN MOVIMIENTO

EJERCICIOtren pasa frente a la estacion con una velocidad de 40.0m/s. el silbato del tren tiene una frecuencia de 320 Hz. ¿Qué cambio en la frecuencia siente una persona parada en la estacion cuando pasa el tren? ,

CASO 3 : OBSERVADOR EN MOVIMIENTO - FUENTE EN MOVIMIENTO

Si la sirena esta en reposo y el oyente esta moviéndose alejándose de la sirena a 30m/s, ¿Qué frecuencia escuchara el oyente ?

fo =

Nota: de nuevo la frecuencia escuchada por el oyente en menor que la frecuencia de la fuente. Note que la velocidad relativa de fuente y el oyente es la misma que el del ejercicio anterior, pero el corrimiento Doppler es diferente, porque las velocidades relativas con respecto al medio son diferentes.

CASO4

Sucede cuando el emisor y el receptor se cruzan y van a direcciones contrarias, el análisis se realiza generalmente después de un cruceImportante :No es muy relevante si el emisor se aleja o se acerca o simplemente se queda quieto, lo primero a analizar es el receptor quien define el signo en el numerador

PROBLEMAUn automóvil se mueve hacia la izquierda con una velocidad de 30 m/sEn dirección contraria (rebasando suficientemente el punto de cruce), va un camión a una velocidad v = 21 m/sEl automóvil emite un bocinazo con una frecuencia de 1000 Hz.Determinar:¿Cual es la frecuencia de las ondas percibidas por el conductor del automóvil después de la reflexión en el camión?Datos: velocidad del sonido: 330 m/s

Análisis antes de la reflexión

emisor observador

v v’

Hzvvvvff

s

s 3,85830330213301000

'

01

Después de la refracción

• El receptor es el auto y el emisor es el camión

• Se utiliza la siguiente formula acomodada para el nuevo contexto:

Hzvvvvff

s

s 6.73321330303303.858'24

Fuente: física de hugo medina ejercicio 75