Question

Buenas tardes alguien puede hacer el favor de ayudarme?. Gracias.

una ambulancia se desplaza con una velocidad de 40m/sg. hace sonar la sirena y emite un sonido de frecuencia 280 hz. un ciclista se acerca a la ambulancia con una velocidad de 20m/sg. calcular la frecuencia que persive el observador cuando.

a. ambos se dirigen hacia el este

b. ambos se dirigen hacia el oeste

c. ambos se cercan

Answer 1

La frecuencia aparente, f´, cuando ambos se mueven en la misma dirección es de 264,44Hz. La frecuencia cuando ambos se acercan es de 336Hz.

Para resolver la tarea se emplea el efecto Doppler que actua sobre la frecuencia, f, del sonido emitido por la ambulancia (fuente), en función del movimiento relativo de entre la misma y el ciclista, con lo cual se establece una frecuencia aparente, f', para el sonido escuchado en el ciclista  (observador).

Este efecto se puede calcular mediante la ecuación:

${\bf f\´=f\frac{(v\pm v_0)}{(v\mp v_f)}~~(1)}$

Donde:

f' = frecuencia del sonido escuchado por el observador

f = frecuencia del sonido emitido por la fuente

v = velocidad a la que se mueve el sonido en el medio = 340 m/s

v₀ = velocidad del observador (ciclista) = 20 m/s

vf = velocidad de la fuente (ambulancia) = 40 m/s

Para aplicar corectamente la ecuación (1), se debe analizar el tipo de movimiento relativos entre los objetos.

Si dos objetos se mueve a velocidad uniforme en cualquier dirección, el objeto más velóz tiende a alejarse uniformemente del más lento. En este caso, la ambulancia se aleja del ciclista a una velocidad de: Vr = 40m/s-20m/s = 20m/s. De la ecuación queda:

${\bf f\´=f\frac{v}{(v+v_f)}}}=280Hz\frac{340m/s}{(340m/s+20m/s)}={\bf 264,44Hz}$

Cuando ambos objetos se acercan:

${\bf f\´=f \frac{(v+v_0)}{(v-v_f)}}}=280Hz \frac{(340m/s+20m/s)}{(340m/s-40m/s)}={\bf 336Hz}$