Natuurkunde.nl - Rekenen aan het Dopplereffect

Rekenen aan het Dopplereffect

Abbas stelde deze vraag op 02 januari 2024 om 17:04.

Hallo, ik begrijp bij deze opdracht onderdeel b wel. Van wat ik begrijp zijn er 20 beats omdat Dave de afstand van A naar B aflegt in 10s (uitgerekend met zijn snelheid). Er spelen zich 2 beats af per seconde dus zijn er in totaal 20 beats die worden afgespeeld totdat hij er is. Ik begrijp dat in de 10de seconde, van 9 tot 10, Dave eigenlijk al bij zijn vrienden is en er vrijwel geen tijd nodig is voor het geluid om zijn vrienden te bereiken. Voor elke seconde tot 9 duurde het steeds wat minder dan 1 seconde (berekent met geluidsnelheid) voor het geluid om van Dave naar zijn vrienden te komen. Dus heeft het voor 9 seconde lang 9 seconden geduurt voor 9 x 2 = 18 beats om over te komen. Dan nog de 2 beats die in de 10de seconde worden afgespeeld, maar gelijk aankomen door korte afstand. Er zijn dus 20 beats in 9 seconden aangekomen en dus is het tempo 20 beats per 9 seconden x 60 = 133.

Bij vraag C begrijp ik niet waarom hetzelfde niet aan de hand is. Volgens de antwoorden is het tempo 109 bpm. Laten we zeggen dat op t = 10 Dave vanuit punt B naar C vertrekt. Op t = 20 s komt Dave aan bij C. In de elfde seconde, dus van 10 naar 11 kost het toch net als bij de 10de seconde ggeen tijd voor het geluid om bij zijn vrienden te komen omdat hij al zo dichtbij is? Dus je zou kunnen zeggen dat er 2 beats afspelen in minder dan een seconde. Hierna duurt het wel weer steeds langer totdat het 1 seconde kost op t=20 om zijn vrienden te bereiken. Je zou dus kunnen zeggen dat van 11 tot 20 er 18 beats zijn afgespeeld in 9 seconden, en de resterende 2 beats zijn afgespeeld in de 11de seconde maar kostte bijna geen tijd. Dan begrijp ik niet waarom bij c 20 gedeeld wordt door 11. Het kostte net als bij b maar 9 seconden voor 20 beats om zijn vrienden te bereiken. Hoe kan het dat het hier wel 11 seconden kost?

Ook snap ik bij D niet dat ze opeens zeggen dat de reistijd van de eerste beat kleiner is dan 1 s omdat Dave hen tegemoet komt ofwel naar ze toe rijdt. Dit was ook het geval bij b maar toen is er niks over gezegd. Het is overigens ook raar dat de tijd die nodig is voor 20 beats om Dave te bereiken bij D groter is dan 9 seconden maar wel gelijk is aan 9 seconden bij B.

Graag hulp bij dit onderwerp, ik vind het zo lastig en weet niet hoe ik moet snappen voor mijn toets volgende week. Alvast bedankt.

Reacties

Jan van de Velde op 02 januari 2024 om 17:36

Abbas

Laten we zeggen dat op t = 10 Dave vanuit punt B naar C vertrekt. Op t = 20 s komt Dave aan bij C. In de elfde seconde, dus van 10 naar 11 kost het toch net als bij de 10de seconde ggeen tijd voor het geluid om bij zijn vrienden te komen omdat hij al zo dichtbij is?

Dag Abbas,

Hij is helemaal niet dichtbij, maar op 340 m afstand voorbij de vrienden. De laatste beats van die tien seconden zijn dan wel onderweg maar nog niet bij de vrienden gearriveerd.
Die hebben er dus minder gehoord dan er in die 10 seconden zijn uitgezonden.

Groet, Jan

Abbas op 02 januari 2024 om 17:41

Hallo Jan,

Is hij dan niet dichtbij wanneer hij net vertrekt? Ik dacht dat in de eerste seconde (wanneer hij vertrekt) het bijna geen tijd kost voor het geluid. Van 11 tot 20 kost het dus 9 seconden voor 18 beats, en dan in de 20e seconde kost het uiteraard nog een seconde voor de 20e beat en dus 20 beats in 10 seconden. Nou snap ik niet waarom de antwoorden 11 seconden aangeven.

Mvg, Abbas.

Jan van de Velde op 02 januari 2024 om 18:05

Abbas

Ik dacht dat in de eerste seconde (wanneer hij vertrekt) het bijna geen tijd kost voor het geluid.

dat klopt. Maar dat geeft het geluid daarom even goed nog geen voorsprong.

Wat van belang is is niet de tijd dat dat geluid onderweg is, voor elke afzonderlijke beat zal dat altijd met afstand en 340 m/s berekend worden.
Wat wel van belang is is de tijd tussen twee beats. Voor de zender (in doppler-probleempjes meestal "bron" genoemd) en voor de ontvanger ((in doppler-probleempjes meestal "waarnemer" genoemd) zijn die verschillend als bron en waarnemer niet beiden stil staan.

Met twee beats per seconde is die tijd tussen twee beats voor de bron T = 0,5 s,

Staat de auto stil bij punt b, of ook een eind verderop, dan komen alle beats aan bij de waarnemer(s) met een tussenpoos van 0,5 s.

Maar als de auto rijdt aan 34 m/s dan is die auto, tussen beat 0 (recht voor de neus van de vrienden) en beat 1 al 17 m verderop geraakt.
De nulde beat is er dus nagenoeg onmiddellijk, laten we dat tijdstip 0 noemen.
Maar beat 1 vertrekt 0,5 s later én van 17 m ver. Die is dus na uitzenden ook nog eens 17/340 = 0,05 s onderweg.
De vrienden horen die beat 1 dus 0,55 s na de nulde beat.

Beat 2 wordt 1 s na beat 0 uitgezonden, en bovendien ook nog eens van 34 m ver. Die moet dus ook nog eens 34/340 = 0,1 s reizen voor die de vrienden heeft bereikt. Komt dus 1,1 s ná beat 0 aan.
Al met al horen de vrienden dus elke beat 0,55 s na de voorgaande beat, en niet in het tempo van 0,5 s waarmee ze worden uitgezonden

Groet, Jan

Rekenen aan het Dopplereffect

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen