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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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 Raipull Verfasst am: 21. Jan 2019 20:01 Titel: Schallwellen |
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Meine Frage:
Wir stehen am Schneiderberg und es fährt ein Krankenwagen vorbei. Dabei nehmen wir einen Frequenzabfall des eingeschalteten Martinshorns (sendet bei 1700Hz) um 150Hz wahr. Die Schallgeschwindigkeit in Luft sei cs = 343m/s. Wie schnell (in km/h) war der Krankenwagen
Meine Ideen:
hat jemand eine idee, ich bin erkältet und kann nicht mehr klar denken |
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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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| Raipull Verfasst am: 22. Jan 2019 00:23 Titel: |
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also mal zu meinen Ideen, es geht hier um den Dopplereffekt, habe aber Schwierigkeiten die Zahlen richtig einzusetzen und ob ich die Formel richtig umgestellt habe. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7241
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| Steffen Bühler Verfasst am: 22. Jan 2019 08:53 Titel: |
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Hört sich doch schon gut an! Zeig mal Deine Rechnung.
Viele Grüße
Steffen |
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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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| Raipull Verfasst am: 22. Jan 2019 10:44 Titel: |
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Sorry ich kann das nicht |
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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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| Raipull Verfasst am: 22. Jan 2019 10:46 Titel: |
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Ich gebe auf, danke |
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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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| Raipull Verfasst am: 22. Jan 2019 12:29 Titel: |
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habe einfach probiert mit der Formel fS = fE * ( 1 + 33,33 / 343)
33,33m/s gleich 120 h/km
1700 = 1550 * ( 1 + 33,33 / 343 )
Das habe ich durch herumprobieren ausgerechnet, für Formel umstellen zu v bin ich zu blöd |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7241
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| Steffen Bühler Verfasst am: 22. Jan 2019 12:43 Titel: |
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Das gehört zwar dann mehr ins Matheforum, aber sei's drum:
 )
=v ) |
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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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| Raipull Verfasst am: 22. Jan 2019 12:47 Titel: |
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So in der Art hatte ich es probiert und auch gerechnet, aber ich wusste nicht ob 1 + v/c richtig ist oder 1 - v/c. Dann zweifelte ich ob ich 1700 und 1550 richtig eingesetzt hatte . alles drehte sich nur noch in meinen kopf danke für deine Hilfe |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7241
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| Steffen Bühler Verfasst am: 22. Jan 2019 13:03 Titel: |
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Prinzipiell minus bei ruhendem Beobachter, aber wenn der Wagen sich entfernt, muss die Geschwindigkeit negativ sein, daher passt es.
Was höchstens sein kann, ist, dass die 150Hz die Differenz zwischen vorher und nachher sein sollen. Das geht aus der Aufgabenstellung nicht ganz klar hervor, aber Du kannst es ja sicherheitshalber zur Übung auch noch rechnen. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 22. Jan 2019 14:24 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Was höchstens sein kann, ist, dass die 150Hz die Differenz zwischen vorher und nachher sein sollen. Das geht aus der Aufgabenstellung nicht ganz klar hervor, ... |
Ich finde, schon, dass das klar ist. Laut Aufgabenstellung wird beim Vorbeifahren ein bestimmter Frequenzabfall wahrgenommen, was für mich heißt, das die Differenz zwischen "ankommender" und sich "entfernender" Frequenz 150 Hz ist.
Um für Raipull die Rechnung verständlicher zu machen, nenne ich die ankommende (höhere) Frequenz f1, die sich entfernende (niedrigere) Frequenz f2 und die originale Frequenz des Martinshorns f. Außerdem bezeichne ich den Quotienten v/c mit x. Dann lauten die beiden Gleichungen für ankommende und sich entfernende Frequenz
und
Die (vorgegebene) Differenz ist
)
Hauptnenner bilden mit 3. binomischer Formel und entsprechend erweitern ergibt
Umstellen
p-q-Formel anwenden, und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Geschwindigkeit nicht negativ sein kann, da wir auch bei den Ausgangsgleichungen mit Beträgen gerechnet haben, fällt das Minuszeichen vor der Wurzel weg:
^2+1})
^2+1}\right))
Das lässt sich leicht mit dem Taschenrechner ausrechnen. Falls ich mich nicht verrechnet habe, müsste herauskommen
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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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| Raipull Verfasst am: 22. Jan 2019 15:37 Titel: |
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GvC, das bedeutet also, dass ich die Formel für den Dopplereffekt gar nicht so anwenden kann? da kommen ja völlig unterschiedliche ergebnisse raus. einmal 119 kmh und bei dir 54 kmh |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7241
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| Steffen Bühler Verfasst am: 22. Jan 2019 15:44 Titel: |
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Der eifrige Kollege hat bei seiner Komplettlösung durchaus ebenfalls die Dopplerformel verwendet, sogar zweimal.
Nur habe ich wie Du den Fall betrachtet, dass die Sendefrequenz selbst sich um 150 Hz ändert. Praxisbezogen ist das aber nicht, Du hörst ja erst einen zu hohen, dann einen zu tiefen Ton. Die eigentliche Sendefrequenz hört man strenggenommen nur in dem kurzen Moment, wenn das Auto exakt an Dir vorbeifährt.
Und daher wird die Aufgabe wohl so gemeint sein, dass der Unterschied vorher-nachher 150Hz beträgt. Schade, das hätte noch eine gute Übung sein können. |
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Raipull
Anmeldungsdatum: 13.12.2018
Beiträge: 56
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| Raipull Verfasst am: 22. Jan 2019 16:01 Titel: |
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ok danke an euch beiden, ich nehme dann mal die Lösung von GvC. Denn drei Punkte vom Physiklehrer müssen erarbeitet werden. Daher halte ich die einfache Lösung mit der einmaligen Dopplereffekt Rechnung für die falsche. Danke danke |
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