Wellen, evtl. Gravitation

Maik · Gast

Ich komme da bei zwei Aufgaben leider nicht wirklich weiter und bräuchte mal ein wenig Hilfe. An einigen Stellen hab ich mal was. wär nett, wenn Ihr mal sagen könnten, ob das richtig ist.

1.
Eine Schallquelle befindet sich auf einem 300m hohen Turm und sendet mit der Frequenz nü0= 1000 Hz. Ein Autofahrer, der sich dem Turm mit einer Geschwindigkeit v nähert, misst im Abstand 400m vom Turm eine um Delta nü = 200 Hz geänderte Frequenz.

a) Ist die vom Autofahrer gemessene Frequenz größer oder kleiner als nü0?

Ich würde sagen, sie ist größer, weil sich der Autofahrer der Quelle nähert.

b) An welchem Punkt nimmt der Autofahrer keine Frequenzänderung wahr?

Würd sagen, wenn er sich direkt unter der Schallquelle befindet.

c) Ist die Frequenz 200m vor dem Turm kleiner oder größer als 200 Hz.

Meiner Meinung nach, könnte sie ja evtl. sogar gleich bleiben.

d) Wie groß ist de Geschwindigkeit v des Autofahrers.

Würd ich mit einer der Doppler Effekt Formeln berechnen, wenn ich für nü0= 1000 Hz und für nü = 1200 Hz einsetze.

2) Ein Satellit mit der Masse m=1000 kg kreist auf einer Kreisbahn im Abstand R=8000 km vom Erdmittelpunkt. Der Satellit wird nun auf eine Umlaufbahn mit dem Radius 12800 km gebracht.

a) Wie groß ist die Erdbeschleunigung auf den beiden Bahnen?
b) Um wie viel Joule hat sich die kinetische Energie des Satelliten geändert?
c) Um wie viel Joule hat sich die potenzielle Energie des Satelliten geändert?

Da hab ich keine Ahnung. Würd evtl. die Formel für die Gravitation nehmen. Dann hörts aber bei mir schon auf.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich würde schon in 1c) anfangen, mit den Formeln für den Dopplereffekt zu rechnen. Sonst wär das ja nur geraten.

in 2) Ja, nimm mal. Ich glaube, du meinst genau die richtige Formel. Rechne das mal damit und sag, wie weit du damit gekommen bist.

Maik · Gast

zu 1c) Wüsst allerdings nicht, wie ich die Formeln für den Dopplereffekt bei 1c schon anwenden sollte.

Zu 2)
Gibts nicht vielleicht noch einen anderen Lösungsweg ohne diese Formel für die Gravitation, da in der Aufgabenstellung die Gravitationskosntante G nicht angegeben war?
Wenn ich jetzt von der Formel ausgehen würde, wüsste ich jedoch trotzdem nicht, wie ich weiter komme um die drei Teilaufgaben zu lösen.

Gast

Ich würde mal die Frage in die Runde werfen, ob überhaupt der Doppler-Effekt als "federführender" Effekt gemeint ist.

Denn man hat ja zusätzlich noch eine Frequenzverschiebung dadurch, dass sich der Winkel zum Sender ändert.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Dem Ohr ist es egal ob die Schallfronten unter einem Winkel einfallen oder garade. Es geht um die Entfernungsänderungsrate zur Quelle!

Der Turm hat Höhe h, das Auto befindet sich in der Entfernung x vom Fusspunkt. Die Entfernung zur Schallquelle ist

Die Geschwindigkeit mit der sich das Auto auf die Quelle zubewegt ist

Daher

Diese Geschwindigkeit, welche mit dem Abstand x variiert, muss man in die Gleichung für die Doppleränderung einsetzen.

Grüsse
Michael

Gast

Im Prinzip meinte ich das doch (nur eben nicht so mathematisch).

Und in deiner Formel steht doch auch der Winkel drin.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

ja- eh. Es klang nur so als ob man unter einem anderen Winkel auch einen anderen Schall hörte.

smile

Maik · Gast

Also ganz hab ich ja noch nicht verstanden, wei sich der Winkelo auf die Frequenz auswirkt.

Und wie sind jetzt die Lösungen von a, b und c und wie gehe ich am besten bei der Aufgabe 2 bei, denn da komme ich ja überhaupt nicht weiter.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Geschwindigkeit des Autos auf die Schallquelle zu ist relevant für den beobachteten Dopplereffekt.
Und diese Geschwindigkeit ändert sich, wenn sich der Winkel zwischen Bewegungsrichtung des Autos und der Verbindungslinie Auto-Schallquelle ändert.

zu 2)

Ich empfehle dir, das mit der Formel für die Gravitationskraft zu rechnen. Ich sehe keinen einfacheren Weg.

Tipp zu a) Die Erdbeschleunigung ist gleich der Gravitationskraft auf den Satelliten geteilt durch die Masse des Satelliten. Das kannst du für beide der Umlaufbahnen ausrechnen, auf denen sich der Satellit befindet.