KURZUS: Fizika II.

MODUL: Akusztika

14. lecke: Mozgó hangforrások és észlelők

A tananyag részletes feldolgozása tk.: 132-134. oldal.

Kidolgozott feladatok

Letölthető kidolgozott feldatok: K-26, K-27, K-28

Követelmények
  • Tudja számszerűen és szemléletesen is alkalmazni a közeghez képest mozgó hangforrások és érzékelők alapeseteit. (A Doppler-effektus formuláinak levezetése nélkül)
  • Ismerje meg a szuperszonikus mozgáshoz kapcsolódó jelenségeket:
    • hangrobbanás;
    • Mach-kúp
Ellenőrző kérdések
1. Egy repülőgép kétszeres hangsebességgel halad. Mekkora a Mach-kúp teljes szöge?
60°
30°
45°
2o
2. Hallhatjuk-e egy hangforrás hangját, ha mi állunk a közeghez képest, de a forrás hangsebességgel távolodik tőlünk? Miért?
Nem, mert viszi magával a hangját.
Igen, mert a hang kibocsátása után a közeghez (levegő) képest minden irányban hangsebességgel terjed.
Igen, mivel a Doppler-effektus miatt csökken a frekvencia, így a terjedési sebesség megnő, tehát elérnek minket is a hullámok, hiába megy gyorsan a forrás.
Nem, mert a forrás magával sodorja a környező levegőt és azon keresztül a hangot.
3. Vonaton ülve elhaladunk egy hangszóró mellett, mely folytonosan hangot sugároz. Az elhaladáskor mi történik az észlelt hang frekvenciájával?
Hirtelen megnő.
Hirtelen lecsökken.
Nem változik.
Ez a használt frekvenciától függ, lehet csökkenés is és növekedés is.
4. Egy Forma-1-es versenypálya mellett állva figyeljük a 350 km/h-val száguldó autók hangját. Hányszorosára változik hangjuk általunk észlelt frekvencia, miközben elhaladnak mellettünk?
0,54-szeresere (azaz csökken)
1,84-szeresre (azaz nő)
Nem változik.
0,73-szeresre (azaz csökken)
5. Egy légi felvételen egy tó felszínén két hajó és az általuk keltett hullámok látszanak. A nagyobbik hajó orráról kiinduló 'V' alakú hullám szárai közt nagyobb a szög, mint a kisebbiknél. Melyik megy gyorsabban? Miért?
Ez független a hajók sebességétől, inkább az orr-részük alakjától függ.
A tanultak szerint itt a Mach-kúphoz hasonló jelenség áll fenn. Annak nyílásszöge nő, ha nő a sebesség, ezért a kisebb nyílásszögű hullámot keltő hajó megy lassabban.
A nagyobb nyílásszöghöz nagyobb közegellenállás, ezért kisebb sebesség tartozik.
A tanultak szerint itt a Mach-kúphoz hasonló jelenség áll fenn. Annak nyílásszöge csökken, ha nő a sebesség, ezért a kisebb nyílásszögű hullámot keltő hajó megy gyorsabban.