Un día en que la rapidez del sonido es de 340 m/s, un tren emite un sonido de 400 Hz de frecuencia. ¿Cuál es la frecuencia del sonido en Hz escuchado por un observador inmóvil cuando el tren se mueve hacia él con una velocidad de 20 m/s?
Respuestas a la pregunta
Es un caso de efecto Doppler
Fo = F (340 ± Vo) / (340 ± Vf)
F = frecuencia emitida por la fuente.
Fo = frecuencia percibida por el observador
Vf = velocidad de la fuente
Vo = velocidad del observador
Utilizaremos el signo +
• En el numerador si el observador y la fuente se acercan.
• En el denominador si el observador y la fuente se alejan.
Utilizaremos el signo -
• En el numerador si el observador y la fuente se alejan.
• En el denominador si el observador y la fuente se acercan.
Para este caso Vo = 0
Fo = 400 Hz . 340 / (340 - 20) = 425 Hz
Herminio.
La frecuencia del sonido que escucha el observador inmóvil, cuando el tren se mueve hacia él con una velocidad de 20 m/s, viene siendo de 425 Hz.
¿Qué es el efecto Doppler?
El efecto Doppler es un fenómeno en el cual la frecuencia que percibe un observador se ve modificada si el observar o la fuente se mueven. Matemáticamente, se define como:
f₀ = f·[(Vs ± Vo) / (Vs ± Vf)]
Donde:
- f₀ = frecuencia percibida
- f = frecuencia emitida
- Vo = velocidad del observador
- Vs = velocidad de la onda
- Vf = velocidad de la fuente
Resolución
Estamos en presencia de un caso del efecto Doppler (ver imagen adjunta), entonces:
f₀ = (400 Hz)·[(340 m/s - 0 m/s) / (340 m/s - 20 m/s)]
f₀ = 425 Hz
Por tanto, la frecuencia del sonido que escucha el observador inmóvil, cuando el tren se mueve hacia él con una velocidad de 20 m/s, viene siendo de 425 Hz.
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