перед отправкой тепловоза с дол гудок с частотой f нулевая равно 192 гц чуть позже гудок издал подлежащий к платформе тепловоз из-за эффекта Доплера частота второго гудка f больше…
Перед отправкой тепловоза с дол гудок с частотой f нулевая равно 192 гц чуть позже гудок издал подлежащий к платформе тепловоз из-за эффекта Доплера частота второго гудка f больше первого она зависит от скорости тепловоза в метрах в секунду по закону f = f0 / 1 - v / c герц где c - скорость звука в метрах в секунду человек стоящий на платформы различает сигналы по тону если они отличаются не менее чем на 8 гц определение определите с какой минимальной скоростью приближался к платформе тепловоз если человек смог различить сигналы AC = 300 м/с ответ дайте в метрах в секунду
12 м/с
Обсуждение
2 сообщенияраспиши решение
Чтобы найти минимальную скорость тепловоза, при которой человек на платформе сможет различить два гудка с разными частотами, воспользуемся формулой с эффектом Доплера. Дано:
- Исходная частота гудка \( f_0 = 192 \) Гц.
- Различие частот \( \Delta f = 8 \) Гц.
- Скорость звука в воздухе \( c = 300 \) м/с.
Формула для частоты звука, издаваемого источником, который движется к наблюдателю, выглядит следующим образом:
\[ f = \frac{f_0}{1 - \frac{v}{c}} \]
где:
- \( f \) — наблюдаемая частота (в данном случае, частота второго гудка),
- \( v \) — скорость тепловоза,
- \( c \) — скорость звука.
Теперь найдем разницу частот, которая будет равна 8 Гц:
\[ \Delta f = f - f_0 \]
Подставляем формулу для \( f \):
\[ \Delta f = \frac{f_0}{1 - \frac{v}{c}} - f_0 \]
Теперь выразим эту равенство через \( v \):
\[ 8 = \frac{192}{1 - \frac{v}{300}} - 192 \]
Упрощаем:
\[ 8 = \frac{192 - 192(1 - \frac{v}{300})}{1 - \frac{v}{300}} \]
\[ 8 = \frac{192 \cdot \frac{v}{300}}{1 - \frac{v}{300}} \]
Теперь умножим обе стороны на \( 1 - \frac{v}{300} \):
\[ 8(1 - \frac{v}{300}) = \frac{192v}{300} \]
Раскрываем скобки:
\[ 8 - \frac{8v}{300} = \frac{192v}{300} \]
Переносим все \( v \)-термины на одну сторону:
\[ 8 = \frac{192v}{300} + \frac{8v}{300} \]
Соберём в одну дробь:
\[ 8 = \frac{(192 + 8)v}{300} \]
Теперь умножим обе стороны на 300:
\[ 2400 = (192 + 8)v \]
\[ 2400 = 200v \]
Теперь найдем \( v \):
\[ v = \frac{2400}{200} = 12 \text{ м/с} \]
Таким образом, минимальная скорость, с которой тепловоз должен двигаться к платформе, чтобы различие в тонах достигало 8 Гц, составляет 12 м/с.