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Dopplereffekt beim Schall
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*daylight*
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Anmeldungsdatum: 06.02.2006
Beiträge: 1

BeitragVerfasst am: 06 Feb 2006 - 22:21:26    Titel: Dopplereffekt beim Schall

Ich hoffe ihr könnt mir bei folgender Aufgabe helfen:

Eine Sirene entfernt sich mit der Geschwindigkeit v von einem Beobachter, wobei sie ein Schallsignal der Frequenz v0 aussendet. Sie bewegt sich auf ein Kliff zu.
1) Welche Frequenz besitzt das Signal, das auf direktem Weg von der Sirene beim Beobachter ankommt?
--> das konnte ich lösen, indem ich einfach in die Formeln eingesetzt habe , (Doppler - Effekt bei bewegter Quelle und ruhendem Beobachter)

2) Welche Frequenz besitzt das Signal, das am Kliff reflektiert wird und dann beim Beobachter ankommt.

--> mein Ansatz war, dass wir jetzt ( wenn man nur die Reflexion vom Kliff betrachten) keinen Dopplereffekt haben, (das Kliff bewegt sich ja auch nicht) und dann ist doch die Frequenz = v0, oder ist mein Gedankengang falsch?
Aber muss ich hier nicht auch einen Gesamtfrequenz angeben? Muss ich da einfach die beiden Frequenzen addieren und dann durch 2 teilen (da gibt so ne Formel in meiner Formelsammlung) oder muss ich irgendwelche Interferenzen beachten?

3) Die Sirene bewegt sich deutlich langsamer als die Schallgeschwindigkeit ( v/c << 1). Benutzen sie dies um die obigen Formel sinnvoll zu nähern.

--> da hab ich jetzt mit meinen Formeln ein großes Problem, bei 1) hatte ich Frequenz bei Beobachter = F (Quelle) / (1+ v/c),
da jetzt v/c <<1 würde ich 1+v/c = 1 nähern, dann steht da aber F (beim Beob.) = v (quelle) und dann wäre das das gleiche, wie wenn sie die Quelle überhaupt nicht bewegt. Und F = v0 da (also zu 2) da gibts ja gar keine Näherung?!

4) Die Schwebungsfrequenz zwischen den beiden Signalen betrage 61 Hz. Welche Geschwindigkeit hat die Sirene, falls sie ein Signal mit v0=1,0 kHz emittiert? Rechnen Sie mit den genäherten Formeln.

Naja, da hab ich ein Problem, weil ich bei 3 unsicher bin. Aber ich habe eine Formel für die Schwebungsfrequenz, und das ist
f (Schweb.) =l f1 - f2 l = l (vo/(1+v/c)) - v0 l = (auf einen Bruch gebracht und mit c gekürzt) = l (v- v0)/(c-v) l
Wenn ich jetzt noch nähere v<<c, dann ist c-v = c und dann f=(v-v0)/c nach v aufgelöst, ergibt v= c f + v0
Die ergibt aber ein großes Einheitenproblem (kann wegen Näherung passiert sein) und das Ergebnis ist bei mir viel zu groß. (Also viel größer als c)


Also, vielleicht kann mir jemand helfen. Sorry, dass ich so blöd frag, aber unser Physikprof ist grottenschlecht und auch der Übungsgruppenleiter ist unfähig Aufgaben zu erklären (ist so abgehoben).

Weiterhin hätt ich noch kurze Fragen zu dem Gebiet:
Wenn sich der Schallempfänger mit der Schallquelle mitbewegt, dann ändert sich doch die Frequenz, die er hört, von der ausgesendeten nicht, oder?
Wenn ich dazu noch Windeinfluss habe, z.B. Windgeschwindigkeit ist genauso groß wie Geschwindigkeit der Schallquelle. Was ändert sich dann für die mitbewegte Person und was für die Person, von der sich der Schall entfernt, aber der Wind genau entgegengesetzt zur Richtung in die sich Schallquelle entfernt, weht?

Vielen Dank, falls jemand einen Teil meiner Fragen beantwortet. Danke!!!!
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 07 Feb 2006 - 14:35:29    Titel: Re: Dopplereffekt beim Schall

*daylight* hat folgendes geschrieben:
1) Welche Frequenz besitzt das Signal, das auf direktem Weg von der Sirene beim Beobachter ankommt?
--> das konnte ich lösen, indem ich einfach in die Formeln eingesetzt habe , (Doppler - Effekt bei bewegter Quelle und ruhendem Beobachter)


Gut!

Zitat:
2) Welche Frequenz besitzt das Signal, das am Kliff reflektiert wird und dann beim Beobachter ankommt.


Heb dir die Interferenzen noch eine Weile auf! Da schaust du erst mal, was am Kliff ankommt, wenn die Schallquelle bewegt ist (dafür hast du bestimmt auch eine Formel). Vom Kliff geht's dann ohne weitere Veränderung zum Beobachter (Hörer).

Zitat:
3) Die Sirene bewegt sich deutlich langsamer als die Schallgeschwindigkeit ( v/c << 1). Benutzen sie dies um die obigen Formel sinnvoll zu nähern.


Was die Näherungen für v<<c betrifft, kannst du mal bei Wikipedia unter Dopplereffekt nachlesen, da stehen die "sinnvollen Näherungen" drin.
Aufgabe 4 klärt sich dann vielleicht, weil die Unsicherheit bei 3) verflogen ist? Falls nein, bitte notfalls noch mal melden.

Die Generalkritik am didaktischen Vermögen bestimmter Profs und Übungsleiter lassen wir vorsichtshalber mal beiseite

Zitat:
Weiterhin hätt ich noch kurze Fragen zu dem Gebiet:
Wenn sich der Schallempfänger mit der Schallquelle mitbewegt, dann ändert sich doch die Frequenz, die er hört, von der ausgesendeten nicht, oder?...

Denk immer daran, dass der Schall erst mal in die Luft geht. Dazu muss man also wissen, wie sich der Sender relativ zur Luft bewegt.
Und wenn das erst mal raus ist, dann kommt es zum zweiten Akt: schau nach, wie sich der Empfänger relativ zur Luft bewegt.
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