Ones i so
Doppler: font que s'acosta
Prem Reprodueix: puja la v_s de la font cap a l'observador; f′ puja per sobre dels 440 Hz.
Doppler: font que s'acosta — simulació interactiva de Ones i so. Prem Reprodueix: puja la v_s de la font cap a l'observador; f′ puja per sobre dels 440 Hz. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Efecte Doppler
Una font en moviment comprimeix els fronts d'ona al seu davant, cosa que puja la freqüència observada.
Quan la font s'acosta a un observador immòbil, cada cresta successiva s'emet des d'una posició més propera i arriba amb més freqüència que l'emesa.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Apropament → f′ més alta
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Una font de so es mou cap a un observador parat. Què passa amb la freqüència que sent l'observador?
Prediccions a valorar
- La freqüència observada puja per sobre de la de la font.
- La freqüència observada és la mateixa que la de la font.
- La freqüència observada baixa per sota de la de la font.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Freqüència de la font f (Hz)
- Velocitat de la font v_s (m/s)
El que tu mesures:
- Freqüència observada f′ (Hz)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Efecte Doppler» i prem Restableix. La font emet 440 Hz en aire a 20°C; l'oient és estacionari.
- Activa les lectures de freqüència emesa i observada a l'observador.
- Defineix la velocitat d'apropament de la font per a cada prova i enregistra la freqüència observada.
Equació governant
Efecte Doppler (apropament) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Quan una font d'ones s'acosta a un observador, cada cresta s'emet més a prop de l'anterior i l'observador mesura una freqüència més alta: f′ = f·c/(c − v_s).
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula f′ = f·c/(c − v_s) amb c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s per a aire a 20°C. Compara-ho amb la taula.
- Explica per què f′ no para de créixer quan v_s puja, i què passaria amb la fórmula (i amb el so) si v_s arribés mai a la velocitat del so c.
On apareix això més enllà del laboratori
- La sirena d'una ambulància sona més aguda quan s'acosta i baixa de cop de to quan passa i s'allunya. Fes servir la convenció de signes de la fórmula Doppler per explicar els dos casos.
- Aquest experiment només cobreix una font que s'acosta. Si la font s'allunyés en canvi, esperaries que (c − v_s) es convertís en (c + v_s) al denominador? Explica què fa això amb f′.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.5 Doppler effect
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Benvingut a Doppler d'apropament
- Selecciona l'observador
- Prem Reprodueix
- To pujant
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →