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Ondas sonoras y efecto Doppler

Visión general

Fuente: Arianna Brown, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

Las ondas son perturbaciones que se propagan a través de un espacio medio o vacío material. Las ondas de luz pueden viajar a través de un vacío y algunas formas de la materia y son transversales en la naturaleza, lo que significa que las oscilaciones son perpendiculares a la dirección de propagación. Sin embargo, las ondas sonoras son ondas de presión que viajan a través de un medio elástico como el aire y longitudinales en la naturaleza, lo que significa que las oscilaciones son paralelas a la dirección de propagación. Cuando el sonido se introdujo a un medio por un objeto vibrante, como las cuerdas vocales de una persona o cuerdas en un piano, las partículas en el aire experimentan movimiento hacia adelante y hacia atrás como el objeto vibrante se mueve hacia adelante y hacia atrás. El resultado en las regiones en el aire donde las partículas de aire se comprimen juntos, llamado compresiones y otras regiones donde ellos son separados, llamados rarefacciones. La energía generada por una onda de sonido oscila entre la energía potencial creada por las compresiones y la energía cinética de los movimientos pequeños y velocidades de las partículas del medio.

Compresiones y descompresiones pueden utilizarse para definir la relación entre frecuencia y velocidad de las ondas de sonido. El objetivo de este experimento es medir la velocidad del sonido en el aire y explorar el cambio aparente en la frecuencia de un objeto emite ondas de sonido en movimiento, llamado el efecto Doppler.

Procedimiento

1. medición de la velocidad del sonido

  1. Configurar: dos altavoces frente a uno otro en un banco óptico. Un orador debe conectarse a un generador de funciones (señal) en un lado de una t BNC, con el otro lado de la t BNC conectado al canal A en el osciloscopio. El segundo ponente debe conectarse en el canal B del osciloscopio.
  2. Encienda el generador de señales y osciloscopio y ajustar el dial del generador producir una ola de 5 kHz. El altavoz conectado con el generador de funciones debe producir un to

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Resultados

A la temperatura ambiente: 20 ° C

Espera de velocidad: v = 331.4 + 0.6(20) = 343.4 m/s

Frecuencia Distancia en fase inicial Distancia en la fase final .

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Aplicación y resumen

En este experimento, se definen y se exploraron las propiedades de la onda de sonido. Específicamente, se confirmó la relación entre la frecuencia de la onda de sonido, longitud de onda y velocidad. Diapasones diseñados para emitir solamente una frecuencia, haciendo que los dispositivos óptimos para demostrar el efecto de Doppler. La horquilla se mueve más cerca y más lejos del observador, la frecuencia aparece más alto y más bajo de tono, respectivamente. El efecto Doppler y la ecuación 2 pued...

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Tags
Sound WavesDoppler ShiftMediumTransverse WavesLongitudinal WavesOscillationsPropagationProperties Of Sound WavesDoppler EffectSpeed Of SoundCompressionsRarefactionsWavelengthFrequency

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0:07

Overview

1:03

Properties of Sound Waves and the Doppler Effect

4:01

Measuring the Speed of Sound

6:21

Doppler Effect with a Doppler Apparatus

7:36

Applications

8:47

Summary

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