Doppler Effekt

timbo · Gast

Meine Frage:
Ein Walker der durchschnittlich 7,2km/h walkt, wird von einem Feuerwehrauto überholt, das eine Geschwindigkeit von 108 km/h hat. Das Martinshorn des Feuerwehrautos hat eine Frequenz von F=1000Hz. Welche Tonhöhe meint der Walker zu hören, wenn das Feuerwehrauto sich ihm von hinten nähert?

Meine Ideen:
Hallo meine bemühugen sind daran gescheitert, dass e sich hierbei um eine bewegte Quelle und einen bewegten Empfänger handelt und ich nur in Formelsammlungnurt einzelbewegte quelle oder Empfänger habe, ich bitte um Hilfe!

dermeister · Anmeldungsdatum: 02.05.2011 Beiträge: 262

Relativitätsprinzip?

Keplerfan · Anmeldungsdatum: 19.05.2011 Beiträge: 252

Die Relativgeschwindigkeit ist entscheidend. Dies ist auch die Geschwindigkeit, die in der Gleichung für den Doppler-Effekt auftaucht. Streng genommen hast du allerdings recht, dass im Bezugssystem des "Walkers" das Medium nicht mehr ruhend ist. Ich denke trotzdem, dass dies bei dieser geringen Laufgeschwindigkeit quasi keine Rolle spielt.

timbo · Gast

Leider ist mein Wissen in dieser hinsicht sehr begrenzt und ich den rechenweg brauche um es auf andere Aufgaben übertragen zu können. Ich schreibe eine Klausur über Kinematik, Schwingungen und Wellen, Akustik, Wellen, Optik und Mechanik und zudem noch Chemie, meine einzige Hoffnung ist es, dass der Professor die Aufgaben der Übungsblätter nimmt wie er es bereits bei der letzten Klasur gemacht hat. Da es einige sind habe ich nicht die Zeit mich in jedes Tema hinein zu arbeiten und da ihr im Forum die einzigen i menem Umfeld seit die von physik eine Ahnung haben, wäre es nett wenn es mir jemand vorrechenn könnten, sodass ich das in der klausur awenden kann. Danke

timbo · Gast

wenn ich von einem ruhenden empfänger ausgehe und das in die formel einsetze so bekomme ich 999Hz raus. durch die Lichtgeschwindigkeit wird das ganze so klein, dass es kaum eine auswirkung auf die frequenz hat.

dermeister · Anmeldungsdatum: 02.05.2011 Beiträge: 262

Wieso Lichtgeschwindigkeit? Das ist doch Schall, oder nicht?

dermeister · Anmeldungsdatum: 02.05.2011 Beiträge: 262

Ach ja, und kannst durchaus davon ausgehen, dass einer von beiden ruht, aber der andere fährt dann nur mit der entsprechenden Relativgeschwindigkeit, wie Keplerfan schon gesagt hat.

timbo · Gast

so nach diesen erkenntnissen rechen ich wie folgt:
Fe=Fs*1/(1+-Vs/c)
Relative Geschewindigkeit= 30m/s-2m/s=28m/s
Fe=1000Hz*1/(1+28m/s/343m/s)=924.53Hz

und wenn ich muns rechne=1088,89Hz
Ist das so richtig und was sagen die zwei Werte aus?

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Mit der korrekten Betrachtungsweise bekomme ich 1089,5 Hz raus.

(deine 9.. Hz können deswegen nicht richtig sein, weil sich der Wagen auf ihn zubewegt, und man kann sich bildlich die Wellenberge als verdichtet betrachtet-> man hört eine höhere Frequenz)

Das weicht zwar bloß um 1 Hz von der vereinfachten Betrachtungsweise ab, aber ich denke, man sollte wenigstens die richtige Formel hinschreiben und dann daraus schlussfolgern, dass die Abweichung sehr klein ist.

Korrekt wird es so gerechnet:
1. Beim Jogger kommt eine erhöhte Frequenz des Krankenwagens an (Formel: Sender bewegt sich auf fiktive ruhende Quelle zu);

2.da sich der Jogger wegbewegt, wird diese erhöhte Frequenz von ihm als niedriger wahrgenommen
(Formel: Quelle bewegt sich vom fiktiven ruhenden Sender weg [ruhender Sender entspricht einem ruhenden Feuerwehrauto, welches mit der erhöhten Frequenz (im 1.Fall berechnet) sendet])

timbo · Gast

Also so würde meine Rechnung in der Klausur aussehen:

Fe=Fs 1/(1+-28/343)mit einheiten

für+= 924,53Hz STIMMT NICHT
für - =1088,89Hz KORREKT

und jetzt für den laufenden jogger:

Fe=1088,89//1+-2/343)

Fe= für + = 1095,24Hz
für - =1082,54Hz

Da bei der ersten Formel 1088,89 herauskam und der jogger von der quelle wegläuft erscheint mir die 1082,54Hz als sinvollen und somit als Lösug!!

Ist das korrekt?

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

ich habe gerechnet:

und dann mit Jogger:

Beim ersten mal Minus, damit der Nenner <1 wird und damit die Frequenz steigt.
Beim zweiten mal Minus, weil die Frequenz sinkt.
Und damit bekomme ich eben f_2= 1089,5 Hz raus.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Falls noch von Interesse, der akustische DOPPLER Effekt für beliebig bewegte Sender S und Empfänger E, Winkel

und Wellenzahlvektor

. Ausgangspunkt das Bezugssystem des ruhenden Wellenmediums: