Enunciado

dificultad

Una ambulancia emite un sonido a 550 Hz. Determina la frecuencia que percibe un observador:

  • Cuando el observador está en reposo y la ambulancia se aproxima a 25 m/s
  • Cuando el observador se aleja a 15 m/s de la ambulancia, que ha quedado en reposo
  • 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

Dato: Velocidad del sonido en el aire 340 m/s

Solución

Datos

  • Frecuencia de sonido de ambulancia f = 550 Hz
  • Velocidad del foco vF y del receptor vR variable en cada apartado:
    •   En el primero: vF =  25 m/s ; vR = 0 m/s
    •   En el segundo: vF =  0 m/s ; vR = 15 m/s
    •   En el segundo: vF =  10 m/s ; vR = 20 m/s
  • Velocidad del sonido en el aire: v = 340 m/s

Resolución

En cualquiera de los casos, procederemos aplicando la expresión general del efecto Doppler y usando los signos + ó - según corresponda, tal y como vimos en el apartado correspondiente.

 

Caso I

Dado que el emisor se aproxima, sabemos que f' deberá aumentar, y para ello debemos usar un - en el denominador (una razón a/b aumenta cuando disminuye su denominador):

Caso II

Dado que el receptor se aleja, f' deberá disminuir, y para ello debemos usar un - en el numerador (una razón a/b disminuye cuando disminuye su numereador):

Caso III

Dado que el receptor se acerca, la contribución del numerador es aumentar f' , es decir, un + en el numerador. Dado que la ambulancia también se acerca, la contribución del denominador también será aumentar f', es decir, un - en el denominador: