Dopplereffekt: Sonar

Romeo · Anmeldungsdatum: 27.02.2008 Beiträge: 148

Hi,

ich hab ein Problem beim Aufstellen und Lösen meiner Gleichung für den Dopplereffekt.

Orginal Aufgabe:

http://img146.imageshack.us/img146/3138/dopplereffektos4.jpg

Zur ersten Aufgabe hab ich es über die "gleichförmige Bewegung" gelöst, die Hälfte der Zeit brauch das Signal um zur Quelle (U-Boot) zu gelangen und diese Zeit mal die Schallgeschwindigkeit im Wasser ergibt die Distanz.

Bei der zweiten Aufgabe berechnet man die Geschwindigkeit des U-Bootes mit Hilfe des Dopplereffektes, nur versteh ich hier die Anwendung nicht ganz, die Quelle ruht und der Beobachter (Empfänger) bewegt sich, ich kenn es normalerweise nur umgekehrt. Ich weiß das die Wellenlänge bei einer auf den Beobachter zubewegenden Quelle kleiner als bei einer sich fortbewegenden Quelle ist.

Wie dreh ich den Spaß jetzt um? Würde mich über Hilfe freuen.

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Ist es nicht komplett egal, ob sich der Empfänger oder der Sender bewegt ?
Denk mal darüber nach.

Tanzen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Tipp: Es ist nicht egal, ob sich der Empfänger bewegt oder der Sender.

Kannst du dir die Formel für den Dopplereffekt für einen bewegten Empfänger ebenfalls so herleiten wie du das für einen bewegten Sender kennengelernt hattest?

Oder findest du schon durch Nachschlagen eine komplette Formel für den Dopplereffekt, bei der man sowohl die Bewegung des Senders als auch die Bewegung des Empfängers berücksichtigen kann?

Romeo · Anmeldungsdatum: 27.02.2008 Beiträge: 148

Ja, aber leider verstehe ich diese Formel nicht und wollte sie mir eigentlich selber, bzw. mit der Hilfe hier im Forum, herleiten. Ich denke so versteht man das alles auch viel besser und kann dann bei anderen Problemen einfach umdenken.

Frequenz für Beobachter und Quelle, kann ich der Formel entnehmen. Das "v" soll die Geschwindigkeit des Übertragungsmediums sein, also in meinem Fall Schallgeschwindigkeit im Wasser. Das Zeichen v' ist die Geschwindigkeit des sich bewegenden Objektes. Aber wofür stehen die Frequenzen mit dem "f" im Index?!

Findet hier denn genau wie bei dem umgekehrten Fall auch Stauchung bzw. Streckung der Wellenlänge statt? Da der Beobachter sich bewegt und die Quelle im stehenden Zustand ist, müsste die doch Wellenlänge aussenden die konstant den selben Wert (Abstand) zu einander haben. Wie sieht es mit dem Beobachter aus, passiert was mit der Wellenlänge aufgrund der Bewegung von der Quelle weg?!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das Wasser als Ausbreitungsmedium legt das Bezugssystem fest, in dem die Wellenausbreitung erfolgt. Also haben wir damit hier ein physikalisch eindeutig hervorgehobenes Bezugssystem.

Damit bekommt man unterschiedliche Ergebnisse, je nachdem, ob die Quelle oder der Beobachter ruht. Die Geschwindigkeit der Quelle steht im Nenner, die Geschwindigkeit des Beobachters geht im Zähler ein.

Das ist also zum Beispiel der Unterschied zwischen

und

.

Da kommen zwar ähnliche Werte raus, aber eben nicht das gleiche.

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Aber

wenn du verstehst was ich meine. Aber ist ja auch egal... grübelnd

Viel wichtiger ist das Romeo, die Aufgabe bearbeiten kann und daher lass ich dich mit ihm alleine Augenzwinkern

Romeo · Anmeldungsdatum: 27.02.2008 Beiträge: 148

Orginal aus meinem Script:
*klick*

Ich glaube, ich konnte die Zeichen nicht richtig deuten, ist aber alles auch ein bisschen umständlich beschriftet.

Hab mir alles sehr ausführlich aufgezeichnet und deine Formel dazu genommen, ja damit ein wenig rumexperementiert, verschiedene Situationen simuliert. Bei stehender Quelle und stehender Beobachter kürzen sich die Ausbreitungsgeschwindigkeiten weg und die Frequenz ist überall gleich auftreffend. Darauf mit Bewegung vom Beobachter und stehende Quelle, wie in der Aufgabe, aber hab auf Anhieb das falsche Vorzeichen für die Geschwindigkeit des Mediums gewählt.

Kann man sich das irgendwie merken, durch eine bildliche Vorstellung welches Vorzeichen? Mathematisch kann ich es schon nachvollziehen.

Als Lösung der Aufgabe hab ich:

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden smile

Welche Vorzeichen man da jeweils in der Formel braucht, überlege ich mir für eine konkrete Aufgabe immer jeweils damit, dass ich weiß, dass die Frequenz durch Auseinanderbewegen sinkt und durch Aufeinanderzubewegen steigt.