Dag Jasmien,

A
a
Van A naar B v=x/t=1500/4,3;
van B naar A v=x/t=1500/4,5

b
Het waait. Het geluid van A naar B heeft meewind en het geluid van B naar A tegenwind.

c
We kunnen gebruiken v=s/t of v*t=s. Van A naar B: (vg+vw)*t=s > (vg+vw)*4,3=1500 > vg+vw=1500/4,3 [1]
met vg=geluidssnelheid "zonder wind"
en vw=windsnelheid.

Van B naar A: (vg-vw)*t=x > (vg-vw)*4,5=1500 > vg-vw=1500/4,5 [2]
nu met een min omdat de wind het geluid probeert "terug te blazen" naar A zodat het zich MINder snel voortplant.

Tellen we vergelijking [2] bij [1] op, krijgen we vg+vg=1500/4,3+1500/4,5 vg=341,085 m/s=0,34 km/s

d
Trekken we [2] van [1] af, krijgen we vw-(-vw)=1500/4,3-1500/4,5 vw=7,7519 m/s=8 m/s.
We kunnen hieruit afleiden dat de windsterkte 4 Beaufort is.

B
a1
De bron (=trein) nadert de waarnemer (=bovenwachter) De bovenwachter neemt waar fw=vg/(vg-vb)*fb=320/(320-20)*1500=1600Hz=1,60kHz
met fw is de waargenomen frequentie;
vg is de geluidssnelheid;
vb is de snelheid van de geluidsbron 72km/h=20m/s;
fb is de door de bron uitgezonden frequentie.

a2
De bron verwijdert zich van de waarnemer
De bovenwachter neemt waar fw=vg/(vg+vb)*fb=320/(320+20)*1500=1412Hz=1,41kHz

b De passagier neemt f1=1500 Hz waar, omdat hij in rust is ten opzichte van de bron.
Verder zal een signaal van f2=1600 Hz de rotswand bereiken. Vanaf deze stilstaande wand kaatst het terug in de richting van de trein.
De bewegende passagier neemt bij het weerkaatste geluid waar f3=(vg+vw)/vg*f2=(320+20)/320*1600=1700Hz
met vw is de snelheid van de waarnemer (trein).

Door interferentie van beide signalen (f1 en f3) zal de passagier zwevingen horen: een periodiek sterker en zwakker klinken van het geluid. De frequentie van zwevingen is fzw=f3-f1=1700-1500=200Hz=0,20kHz.
(Dit klinkt niet als een toon van 200Hz; het geluid wordt 200 maal per seconde sterker en zwakker).

Graag discussie...