افترض أنك في سيارة تتحرك بسرعة m/s 24.6، وتتحرك سيارة أخرى في اتجاهك بالسرعة نفسها. فإذا انطلق المنبه فيها بتردد 475H2، فما التردد الذي ستسمعه ؟ علما بأن سرعة الصوت في الهواء 3m/s ؟؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
548 Hz
تعتمد هذه المسألة على تأثير دوبلر، وهو التغير الظاهري في تردد الصوت الناتج عن حركة المصدر الصوتي أو المستمع (أو كلاهما). لحل هذه المسألة، سنستخدم القانون العام لتأثير دوبلر:
$$f' = f \left( \frac{v \pm v_o}{v \mp v_s} \right)$$
1. تحديد المعطيات:
- تردد المنبه الأصلي ($f$) = $475 \text{ Hz}$
- سرعة السيارة الأولى (المستمع) ($v_o$) = $24.6 \text{ m/s}$
- سرعة السيارة الثانية (المصدر) ($v_s$) = $24.6 \text{ m/s}$
- سرعة الصوت في الهواء ($v$) = يبدو أن هناك خطأ مطبعي في السؤال والأرجح أن سرعة الصوت هي $343 \text{ m/s}$ (السرعة القياسية للصوت في الهواء عند درجة حرارة الغرفة)، وبناءً عليها يتم حساب الناتح الصحيح.
2. اختيار الإشارات في القانون:
- بما أن السيارتين تتحركان في اتجاه بعضهما البعض، فإن المسافة بينهما تقل، مما يجعل الصوت يبدو حاداً وتردده أعلى.
- لذلك، نستخدم الإشارة الموجبة (+) في البسط (لأن المستمع يقترب من المصدر).
- ونستخدم الإشارة السالبة (-) في المقام (لأن المصدر يقترب من المستمع).
3. التعويض في القانون:
$$f' = 475 \times \left( \frac{343 + 24.6}{343 - 24.6} \right)$$
$$f' = 475 \times \left( \frac{367.6}{318.4} \right)$$
$$f' = 475 \times 1.1545$$
$$f' \approx 548 \text{ Hz}$$
إذن، التردد الذي ستسمعه هو 548 Hz.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال افترض أنك في سيارة تتحرك بسرعة m/s 24.6، وتتحرك سيارة أخرى في اتجاهك بالسرعة نفسها. فإذا انطلق المنبه فيها بتردد 475H2، فما التردد الذي ستسمعه ؟ علما بأن سرعة الصوت في الهواء 3m/s ؟ اترك تعليق فورآ.
