La fuente sonora del sistema sonar de un barco opera a una frecuencia de 50 000 Hz. Si asumimos que la temperatura del agua es 20 °C, determina:
a. la longitud de onda de las ondas emitidas por la fuente.
b. La frecuencia que percibe una ballena que se acerca al barco a una velocidad de 20 km/h.
c. La frecuencia que percibe una ballena si se aleja del barco a la misma velocidad.
Respuestas
La longitud de la onda esde λ = 6.866*10⁻³ m
La frecuencia que recibe la ballena cuando se acerca es de fo = 50815.61 Hz
cuando se aleja fo = 49184.4 Hz
Explicación paso a paso:
f' = 50000Hz
t = 20°C
Longitud de la onda
La velocidad de propagación de la onda a los 20°C es de
V = 331.4 + 0.6T
V = 331.4m/s + 0.6*20 m/s
V = 343.4 m/s
λ = V/f
λ = 343.4 m/s / 50000Hz
λ = 6.866*10⁻³ m
Frecuencia cuando la ballena se acerca a 20km/h
20km/h (1000m/1km * 1h/3600s) = 5.6m/s
Efecto Doppler:
fo = (v + vo)/v f'
fo = (343.3m/s + 5.6m/s) / 343.3 m/s * 50000Hz
fo = 50815.61 Hz
Frecuencia cuando la ballena se aleja a 20km/h
20km/h (1000m/1km * 1h/3600s) = 5.6m/s
Efecto Doppler:
fo = (v - vo)/v f'
fo = (343.3m/s - 5.6m/s) / 343.3 m/s * 50000Hz
fo = 49184.4 Hz
Respuesta:
no quiero desprestigiar a nadie, pero si no me equivoco, a una temperatura de 20° C bajo el agua la velocidad de propagación es aproximadamente de unos 1500 m/s muy por encima de la que aparase en el ejercicio. La velocidad que se ve acá es de 343 m/s que por lo general a esa velocidad se propaga el sonido a una temperatura de 20°c pero por medio del aire, espero ser corregido si me equivoco. Anexo: Es curioso que la frecuencia de la b y c son muy similares usando 1543 m/s