Doppler Effekt Fledermaus

verena_trp · Anmeldungsdatum: 07.01.2015 Beiträge: 2

Meine Frage:
Hallo, wiedermal eine Aufgabe die mich zur Verzweiflung bringt:

Fledermäuse senden Schallwellen aus, die von Hindernissen reflektiert werden. Die Fledermaus sende eine Frequenz von f= 50 kHz aus. Der Kompressionsmodul von Luft betrage K-luft= 1,41 * 10^5 Pa, der in Wasser K-wasser= 2,08 * 10^9 Pa und die Dichte von Luft sei P-luft= 1,41*10^5 kg/m^3.

a) Wie groß ist die Wellenlänge des von der Fledermaus emittierten Signals?
b) Wie lange dauert es, bis die Fledermaus das reflektierte Signal eines 30m entfernten Gegenstandes erkennt?
c) Wie verändert sich das Ergebnis aus b., wenn sich die Fledermaus unter Wasser befände?

Danke!!

Meine Ideen:
Ich frage mich zunächt, inwieweit die Dichte, und der Kompressionsmodul von Bedeutung sind, - brauche ich diese dinge auch in a) und c)?
Kann überhaupt nichts damit anfangen, würde hier lediglich sagen, dass man den Dopplereffekt verwenden könnte?

yellowfur · Moderator Anmeldungsdatum: 30.11.2008 Beiträge: 804

Deine Idee ist gut, weil die Fledermaus sich bewegt, aber in dieser Aufgabe ist die Geschwindigkeit der Fledermaus gar nicht gegeben und es ist auch nicht nach dem Dopplereffekt gefragt, also darfst du das weglassen.

Bei a) ist nach der Wellenlänge gefragt, die das Signal der Fledermaus hat, weil die Luft die ausgesendete Wellenlänge der Fledermaus staucht.
Ähnlich wie bei den meisten Druckproblemen musst du hier wissen, dass die tatsächliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Fledermaussignals

ist.
Daraus kannst du die Wellenlänge in Luft berechnen.
Hilft dir das weiter?

Bei b) musst du dir nur vorstellen, dass das Signal einmal hin- und wieder zurückläuft und du musst eine Bewegungsgleichung anwenden.

Bei der c) rechnest du a) und b) nochmal aus für ein neues

, allerdings brauchst du noch die Dichte von Wasser, die du als 1 g/cm^3 annehmen darfst.

verena_trp · Anmeldungsdatum: 07.01.2015 Beiträge: 2

[quote="yellowfur"]Deine Idee ist gut, weil die Fledermaus sich bewegt, aber in dieser Aufgabe ist die Geschwindigkeit der Fledermaus gar nicht gegeben und es ist auch nicht nach dem Dopplereffekt gefragt, also darfst du das weglassen.

Bei a) ist nach der Wellenlänge gefragt, die das Signal der Fledermaus hat, weil die Luft die ausgesendete Wellenlänge der Fledermaus staucht.
Ähnlich wie bei den meisten Druckproblemen musst du hier wissen, dass die tatsächliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Fledermaussignals
[latex]v_{Luft}=\sqrt{\frac{K_{Luft}}{\rho_{Luft}}}[/latex] ist.
Daraus kannst du die Wellenlänge in Luft berechnen.
Hilft dir das weiter?

Bei b) musst du dir nur vorstellen, dass das Signal einmal hin- und wieder zurückläuft und du musst eine Bewegungsgleichung anwenden.

Bei der c) rechnest du a) und b) nochmal aus für ein neues [latex]K_{Wasser}[/latex], allerdings brauchst du noch die Dichte von Wasser, die du als 1 g/cm^3 annehmen darfst.[/quote]

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Vielen vielen dank! Die Formel für die Wellenlänge des Signals in der Luft beantwortet die a) ja schon direkt, danke dafür!

bei der b) würde es sich dann um eine Bewegungsgleichung für Schallwellen einfach handeln?

Danke!!!!!

yellowfur · Moderator Anmeldungsdatum: 30.11.2008 Beiträge: 804

Freut mich, dass dir das hilft^^
Bei der b) kannst du das einfache Zeit-Weg-Gesetz für konstante Geschwindigkeit anwenden, die Ausbreitungsgeschwindigkeit kennst du ja smile

Es geht ja nur darum, wann die Fledermaus das Signal wahrnimmt.