Вопрос задан 11.04.2025 в 06:47. Предмет Физика. Спрашивает Сергеевна Елена.

Помогите, пожалуйста с физикой...
Сирена пожарной машины включается каждые две секунды.
С какой скоростью мчится эта машина, если наблюдатель, к
которому она приближается, слышит звуки сирены с интервалом
1,8 с?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Агеева Ангелина.

Для решения этой задачи нужно использовать эффект Доплера, который описывает изменение частоты звука или света в зависимости от того, движется ли источник звука по отношению к наблюдателю, и если да, то с какой скоростью. В данном случае у нас есть сирена, которая издает звуки с интервалом 2 секунды (то есть частота звука для неподвижного источника равна 0,5 Гц), и наблюдатель слышит звуки с интервалом 1,8 секунды, что соответствует частоте 1/1,8 Гц, то есть примерно 0,556 Гц.

Шаг 1: Определим частоту звука, которую слышит наблюдатель

Поскольку интервал между звуками уменьшился с 2 секунд до 1,8 секунды, это означает, что наблюдатель слышит более высокую частоту. Рассчитаем эту частоту:

fнабл=11,8с0,556Гцf_{\text{набл}} = \frac{1}{1,8 \, \text{с}} \approx 0,556 \, \text{Гц}

Шаг 2: Используем формулу эффекта Доплера

Эффект Доплера для звука можно описать формулой:

fнабл=fистv+vнаблvvистf_{\text{набл}} = f_{\text{ист}} \frac{v + v_{\text{набл}}}{v - v_{\text{ист}}}

где:

  • fнаблf_{\text{набл}} — частота, с которой наблюдатель слышит звук (0,556 Гц),
  • fистf_{\text{ист}} — частота, с которой сирена издает звуки в покое (0,5 Гц),
  • vистv_{\text{ист}} — скорость движения сирены (неизвестна),
  • vнаблv_{\text{набл}} — скорость наблюдателя (предположим, что наблюдатель находится на месте, т.е. его скорость равна 0),
  • vv — скорость звука в воздухе (приблизительно 340 м/с при нормальных условиях).

Шаг 3: Подставляем значения в формулу

Преобразуем формулу и подставим известные значения:

fнаблfист=vvvист\frac{f_{\text{набл}}}{f_{\text{ист}}} = \frac{v}{v - v_{\text{ист}}} 0,5560,5=340340vист\frac{0,556}{0,5} = \frac{340}{340 - v_{\text{ист}}} 1,112=340340vист1,112 = \frac{340}{340 - v_{\text{ист}}}

Шаг 4: Решаем относительно vистv_{\text{ист}}

Умножим обе части на 340vист340 - v_{\text{ист}}:

1,112(340vист)=3401,112 (340 - v_{\text{ист}}) = 340 1,112×3401,112×vист=3401,112 \times 340 - 1,112 \times v_{\text{ист}} = 340 378,081,112vист=340378,08 - 1,112 v_{\text{ист}} = 340

Теперь решим относительно vистv_{\text{ист}}:

378,08340=1,112vист378,08 - 340 = 1,112 v_{\text{ист}} 38,08=1,112vист38,08 = 1,112 v_{\text{ист}} vист=38,081,11234,2м/сv_{\text{ист}} = \frac{38,08}{1,112} \approx 34,2 \, \text{м/с}

Ответ

Скорость пожарной машины составляет примерно 34,2 м/с.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос