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Efecto Doppler
Efecto Doppler
Efecto Doppler
ACTIVIDAD
I. Un tren pasa frente a la estación con rapidez de 40 m/s. El silbato del tren tiene frecuencia de 320
Hz:
1. ¿Qué cambio de frecuencia siente una persona parada en la estación cuando el tren se aleja?
(1 pto)
Datos:
f = 320 [Hz] En este caso, debemos utilizar la segunda expresión pues el tren se aleja del
v = 340 [ ] receptor
𝑣 =0
𝑣 = 40 [ ] 𝑓 =𝑓·( )
La persona parada en la estación percibe un sonido de menor frecuencia, 286 [Hz], lo cual era
esperable pues al alejarse la fuente sonora , la persona percibirá un sonido más grave.
2. ¿Qué cambio de frecuencia siente una persona parada en la estación cuando el tren se acerca?
(1 pto)
En este caso, debemos utilizar la primera expresión pues el tren se acerca al receptor
𝑓 =𝑓·( )
La persona parada en la estación percibe un sonido de mayor frecuencia, 362 [Hz], lo cual era
esperable pues al acercarse la fuente sonora , la persona percibirá un sonido más agudo.
II. Un carro de bomberos está en reposo y su sirena tiene una frecuencia de 600 Hz. Si una
camioneta avanza hacia el carro de bomberos a 30 m/s. Calcula la frecuencia que percibe el
conductor de la camioneta cuando la camioneta y el carro de bomberos se acercan y después de
encontrarse. Considera la rapidez de propagación del sonido en el aire de 340 m/s.
Datos:
f = 600 [Hz] Para esta actividad, debes tener presente que la fuente sonora (el carro de
v = 340 [ ] bomberos) se encuentra en reposo. Es el receptor (camioneta) quien se acerca y
𝑣 = 30[ ] luego aleja de la fuente sonora, percibiendo una frecuencia diferente a la real.
𝑣 =0[ ]
𝑓 =𝑓·( )
El conductor de la camioneta percibe un sonido de mayor frecuencia, 652 [Hz], lo cual era
esperable pues al acercarse a la fuente sonora , el conductor percibirá un sonido más agudo.
En este caso, debemos utilizar la segunda expresión pues la camioneta, luego de encontrarse con el
carro de bomberos, se aleja a la fuente sonora
𝑓 =𝑓·( )
El conductor de la camioneta percibe un sonido de menor frecuencia, 547 [Hz], lo cual era
esperable pues al alejarse de la fuente sonora , el conductor percibirá un sonido más grave.
III. Una ambulancia emite un sonido a 550 Hz. Determina la frecuencia que percibe un observador:
Datos:
f = 550 [Hz]
En este caso, debemos utilizar la primera expresión pues la ambulancia se
v = 340 [ ] acerca al observador
𝑣 = 0[ ]
𝑣 = 25 [ ] 𝑓 =𝑓·( )
El observador percibe un sonido de mayor frecuencia, 593 [Hz], lo cual era esperable pues al
acercarse a la fuente sonora , el observador percibirá un sonido más agudo.
2. Cuando el observador se aleja a 15 m/s de la ambulancia, que ha quedado en reposo. (1 pto)
Datos:
f = 550 [Hz] En este caso, debemos utilizar la segunda expresión pues el observador se aleja
v = 340 [ ] de la fuente sonora:
𝑣 = 15 [ ]
𝑓 =𝑓·( )
𝑣 =0[ ]
El observador percibe un sonido de menor frecuencia, 526 [Hz], lo cual era esperable pues al
alejarse de la fuente sonora , el observador percibirá un sonido más grave.
3. Cuando el observador se acerca a la ambulancia a 10 m/s, teniendo en cuenta que esta se mueve a
20 m/s hacia el observador. (1 pto)
El observador percibe un sonido de mayor frecuencia, 601[Hz], lo cual era esperable pues la
ambulancia y el observador se acercan, por lo cual el observador percibirá un sonido más agudo.
1. En una tempestad, una persona observa un 2. La profesora de Música dice que la voz de Esteban
relámpago y 10 [s] después el trueno. Si la rapidez tiene más altura que la voz de Sebastián. ¿Qué significa
de propagación del sonido es 340 m/s, ¿a qué esto desde el punto de vista físico?
distancia se produjo la descarga electrica? A) La voz de Esteban tiene mayor tono que la voz de
A) 15 m Sebastián.
B) 23 m B) La voz de Esteban tiene mayor timbre que la voz de
C) 3400 m Sebastián.
D) 2500 m C) La voz de Esteban tiene mayor fuerza que la voz de
E) 5100 m Sebastián.
Para determinar la distancia a la cual se produjo la D) La voz de Esteban tiene mayor velocidad que la voz
descarga eléctrica, utilizaremos la fórmula de de Sebastián.
rapidez: E) La voz de Esteban tiene menor tono que la voz de
𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑 Sebastián.
𝑅𝑎𝑝𝑖𝑑𝑒𝑧 = →𝑅=
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡
De ella desprendemos una expresión que nos permita Debes recordar que Altura y tono se refieren a lo mismo,
determinar la distancia recorrida por el sonido: y tienen relación con la frecuencia del sonido, es decir ,
que tan grave o agudo es un sonido.
𝑑
𝑅= →𝑑 =𝑅∙𝑡
𝑡
Reemplazamos los datos que nos entrega el
enunciado y nos quedaría:
𝑚
𝑑 = 𝑅 ∙ 𝑡 = 340 · 10[𝑠] = 3400 [𝑚]
𝑠
La descarga se produjo a 3.400 metros de distancia.
3.Con respecto a las características del sonido, se 4. Pablo se encuentra sentado en la orilla de la carretera
hacen las siguientes afirmaciones: y observa que a cierta distancia se encuentra una
I. La intensidad del sonido depende de la amplitud ambulancia con su sirena sonando. ¿Qué cambio notaría
de la onda sonora. Pablo si la ambulancia comienza a acercarse velozmente
II. La altura o tono depende de la frecuencia de la hacia él?
onda sonora.
III. El timbre depende de la naturaleza de la fuente A) El sonido de la sirena se escucharía con mayor tono.
emisora de la onda sonora. B) El sonido de la sirena se escucharía con menor
Es (son) verdadera(s) rapidez.
A) sólo I. C) El sonido de la sirena se escucharía con menor
B) sólo II potencia.
C) sólo III. D) El sonido de la sirena se escucharía con mayor
D) sólo I y III. interferencia.
E) I, II y III. E) No percibiría cambio
La afirmación I es correcta pues la intensidad tiene Al tener una fuente sonora en movimiento, el cambio
relación con la energía que transmite una onda que se percibe es en el tono del sonido. Si la fuente
sonora, y eso esta determinado por su amplitud. sonora se acerca, se percibirá un sonido con mayor tono.
La segunda afirmación también es correcta, pues el
tono o altura es la cualidad que nos permite
distinguir entre sonidos graves y agudos, y esto
dependerá de la frecuencia que tenga el sonido.
Y por último, la tercera afirmación también es
correcta debido a que el timbre esta dado por las
características constructivas de la fuente sonora.
5. Un automóvil se aleja a 34[m/s] de un observador 6. Un piano en una sala de conciertos emite una nota con
en reposo. Si la frecuencia que emite el motor en frecuencia de 494 Hz. Una persona en las cercanias
reposo es 270 [Hz] y sabiendo que la velocidad del escucha esta nota como si fuera un LA (440 Hz).
sonido es 340 [m/s], ¿cuál es la frecuencia Respecto a lo anterior, es correcto afirmar que la persona
aproximada que percibe el observador? A) Se aleja del piano
A) 185 Hz B) Se acerca al piano
B) 200 Hz C) está en reposo muy lejos del piano
C) 245 Hz D) está en reposo muy cerca del piano
D) 315 Hz E) está en reposo
E) 360 HZ
La persona en las cercanías percibe un sonido de menor
En este caso, debemos utilizar la segunda expresión frecuencia, por lo cual podemos concluir que la persona
pues el automóvil se aleja del observador: se está alejando de la fuente sonora, se aleja del piano.
𝑓 =𝑓·( )
Si tienes un puntaje de 6 puntos o más, puedes continuar con la guía N°8 que subiremos la próxima
semana. De no ser así, repasa los contenidos estudiados apoyándote del texto del estudiante y del
material de apoyo sugerido en la Guía N°7.