EFFETTO DOPPLER

  1. L'antifurto di una casa emette un suono di frequenza 1 kHz. Un poliziotto, avvicinandosi in auto all'edificio, sente che la frequenza è cambiata di 100 Hz. Calcola la velocità del poliziotto.
  1. Un'automobile si avvicina a un muro con una velocità di 61 km/h. Il suo clacson emette onde sonore di 200 Hz. Le onde si riflettono sul muro, per cui quest'ultimo agisce da sorgente di onde sonore. Trova con quale frequenza il guidatore ode il suono riflesso dalla parete.
  1. Una evoluzione dell'ecografo consente  di misurare lo spostamento in frequenza dell'onda quando la riflessione avviene su parti in movimento, come per esempio i globuli rossi nel sangue. È così possibile misurare e visualizzare la velocità di scorrimento del sangue nelle vene e nelle arterie, e identificare anomalie come ostruzioni (trombi) o dilatazioni (aneurismi) oppure verificare il funzionamento delle valvole cardiache. Supponi che la frequenza emessa sia 12 MHz e che il battimento osservato tra l'onda trasmessa e quella riflessa sia 1.8 kHz. Determina la velocità del flusso di sangue misurato.
  1. Una sorgente che emette onde sonore a 200 Hz si muove, a velocità di 80 m/s rispetto all'aria calma, verso un ascoltatore fermo. Determina la frequenza udita dall'ascoltatore.
  1. Il Do centrale ha una frequenza f= 261.6 Hz. In un concerto all'aperto si supponda spiri un vento di velocità 6 m/s diretto dal palco verso il pubblico. Quale variazione di frequenza del Do viene percepita dagli ascoltatori ?
  1. La sirena dell’antifurto di una casa ferma emette un suono di frequenza 5 kHz. Un motociclista prima si avvicina e poi si allontana dalla sirena alla velocità di 108 km/h. Calcolare le due frequenze del suono percepite dal motociclista e la loro variazione percentuale, sia in fase di avvicinamento che in fase di allontanamento. Si assuma come velocità del suono rispetto all’aria 340 m/s.
  1. Un sommergibile in quiete rispetto al mare emette un ultrasuono alla frequenza fS = 20 kHz verso un secondo sottomarino che si sta allontanando a velocità v. Sapendo che la velocità di propagazione degli ultrasuoni in acqua è v = 1500 m/s e il sottomarino in fuga registra un impulso di frequenza fR = 19 kHz, determina:
    1. la velocità di allontanamento v;
    2. la frequenza feco della eco che ritorna al sottomarino in quiete;
    3. a quale velocità v0 dovrebbe allontanarsi il sommergibile in fuga affinché la frequenza della echo giunga al sottomarino in quiete dimezzata rispetto all’impulso emesso.
  1. Un pipistrello emette stridii di 52 kHz. Se esso vola verso una civetta ferma alla velocità di 10 m/s, qual è la frequenza del suono percepito dalla civetta? Se la civetta riflette il suono del pipistrello qual è la frequenza di tale suono riflesso percepito dal pipistrello? Se infine la civetta vola verso il pipistrello alla velocità di 20 m/s qual’è la frequenza del suono riflesso percepito dal pipistello ? Assumere la velocità del suono rispetto all’aria pari a 340 m/s.
  1. Un’automobile che viaggia a 18 m/s suona il clacson, che emette un suono di frequenza 550 Hz. Un ciclista, che percorre la pista ciclabile a una velocità di 7,2 m/s, si avvicina all’automobile. Trova qual è la frequenza udita dal ciclista.
  1. La sirena di un aliscafo che viaggia alla velocità di 31,8 m/s emette un suono avente una lunghezza d’onda di 2,5 m. Sapendo che la velocità del suono è di 340 m/s, quale frequenza è sentita da un ascoltatore che si trova vicino all’imbarcadero? Se l’ascoltatore fa suonare una sirena identica a quella dell’aliscafo, quale frequenza, emessa da questa sirena, sarà sentita da un passeggero sull’aliscafo?
  1. Un’automobile si avvicina a un muro con una velocità di 108 km/h Il suo clacson emette onde sonore di 200 Hz. Calcola la lunghezza d’onda del suono davanti all’automobile e la frequenza con cui le onde raggiungono il muro. Le onde si riflettono sul muro, per cui quest’ultimo agisce da sorgente di onde sonore con la frequenza calcolata alla domanda precedente. Calcola con quale frequenza il guidatore ode il suono riflesso dalla parete.
  1. Un treno regionale viaggia a 72 km/h ed emette un fischio con frequenza 600 Hz. Un treno ad alta velocità lo supera viaggiando alla velocità 216 km/h. Con quale frequenza i passeggeri del treno ad alta velocità sentono il fischio del regionale?
  1. Una camionetta dei pompieri viaggia a 108 km/h con la sirena accesa, che emette un suono di periodo 1 ms. Calcola il periodo dell’onda udita da un ragazzo fermo quando la camionetta si avvicina.
  1. Un cavallo al galoppo riesce a raggiungere la velocità di 70 km/h Se il fantino si sta avvicinando a una persona ferma a bordo pista e lo chiama, la sua voce verrà modificata a causa dell’effetto Doppler. Calcola la variazione percentuale del tono della voce del fantino.
  1. L’antifurto di un’automobile parcheggiata emette un suono di frequenza pari a 960 Hz. Avvicinandoti, rilevi che la frequenza cambia di 95 Hz. Qual è la tua velocità ?