Física II – Bicultural UVM - Abril 7 2011

Efecto Doppler

Objetivo: Al estudiante le será presentado el fenómeno del efecto Doppler.

Nombrado en honor del físico austriaco Christian Johann Doppler (1803-1853) que descubrió el efecto para ondas de luz.

Es más frecuente que el efecto Doppler se presente en ondas sonoras, aunque es común a todas las ondas armónicas.

El efecto Doppler se utiliza en sistemas de radar de la policía para medir la rapidez de los vehículos automotores.

f ´= v´

λ

En general, cuando un observador se mueve con una rapidez v0 relativa a la fuente en reposo, la frecuencia escuchada por el observador es:

f ´=f (1± v0v )

El signo positivo se usa cuando el observador se mueve hacia la fuente y el signo negativo cuando se alejan.

Cuando el observador está en reposo y la fuente se acerca a él, la frecuencia d elos trenes de onda será:

f ´=f ( 1

1−vsv )

Análogamente, cuando la fuente se aleja, la frecuencia relativa será:

f ´=f ( 1

1+vsv )

Combinando las expresiones anteriores obtenemos dos ecuaciones que nos sirven para el caso de una fuente en movimiento y un observador en reposo, y los dos en movimiento respectivamente.

f ´=f ( 1

1∓vsv )

f ´=f ( v± v0v∓ vs )

Ejercicios

Un tren que se mueve con una rapidez de 40 m/s suena su silbato el cual tiene una frecuencia de 500 HZ, Determine la frecuencia escuchada por un observador en reposo a) Cuando el tren se acerca

b) Cuando el tren se aleja

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Un coche de bomberos viaja por la calle a 33.5 m/s, su sirena tiene una frecuencia de 400 Hz ¿cuál es la frecuencia que escucha el conductor de un automóvil que viaja a 24.6m/s en el sentido opuesto

a) Cuando se acercab) Cuando se alejac) Si el conductor se detiene ¿qué frecuencia escuchara al acercarse el camión?d) ¿al alejarse?