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Física II
Guía de Trabajo
Efecto Doppler
INSTRUCCIONES: A continuación se le presentan una serie de problemas, léalos
cuidadosamente, resuélvalos en forma clara y ordenada en hojas blancas tamaño carta para
entregar.
1._ Un tren viaja a 30m/s en aire tranquilo. La frecuencia de la nota emitida por su silbato es de
262 Hz. ¿Qué frecuencia oye un pasajero de un tren que se mueve en dirección opuesta a
18 m/s y a) se acerca al primer tren b) ¿ Se aleja de él ?
: ) 302 ) 228 2._La fuente de sonido del sistema del sonar de un barco opera a una frecuencia de 22 kHz.
La rapidez del sonido en el agua ( que suponemos que está a una temperatura uniforme de
20 °C es de 1482 m/s. a) Calcule la longitud de las ondas emitidas por la fuente.
b) Calcule la diferencia de frecuencias entre las ondas radiadas directamente y las
reflejadas de una ballena que viaja directamente hacia el barco a 4.95 m/s. El barco está en
reposo en el agua.
: ) 6.74 10 ) 147 3._Una onda sonora de 2.00 MHz viaja por el abdomen de una mujer embarazada y es
reflejada por la pared cardiaca del feto, que se mueve hacia el receptor de sonido al latir el
corazón. El sonido reflejado se mezcla con el transmitido, detectándose 85 pulsaciones por
segundo. La rapidez del sonido en el tejido corporal es de 1500 m/s. Calcule la rapidez de la
pared cardiaca fetal en el instante en que se hace la medición.
: = 3.19 × 10 −2 m s.
4._Un murciélago, que se mueve a 5.00 m/s, está persiguiendo un insecto volador. Si el
murciélago emite un chillido de 40.0 KHz y recibe de regreso un eco de 40.4 kHz, ¿ Cuál es
la velocidad del insecto? ( Tome la rapidez del sonido como 344 m/s )
∶ = 3.31 ⁄
5._ Un auto de la policía hace sonar una sirena cuando se mueve a 27 m/s y se aproxima a un
peatón estacionario.El policía que ve le auto oye la sirena a 12.6 kHz pero el peatón la oye
a 13.7 kHz. Halle la temperatura del aire. ( Suponga que la temperatura aumenta
linealmente con la temperatura entre 0°C y 20°C )
: 8.8 °
6._ Si la velocidad del flujo de sangre en la aorta es normalmente de 0.32 m/s
aproximadamente, ¿qué frecuencia de pulso esperaría usted si se dirigen ondas de
ultrasonido de 3.80 MHz a lo largo del flujo y reflejadas por lo glóbulos rojos?
Suponga que las ondas viajan con una rapidez de 1.54 x103 m/s.
: 1600 A.J. E.C.
Física II
Guía de Trabajo
7._La figura muestra a un transmisor y a un receptor de ondas contenidos en un solo
instrumento. Se emplea para medir la velocidad V de un objeto-blanco ( idealizado como
una placa plana ) que se mueve directamente hacia la unidad, analizando las ondas
reflejadas por él. a) Demuestre que la frecuencia vr de las ondas reflejadas en el
receptor se relaciona con la frecuencia vs de su fuente según
!
= #
"!
Donde v es la velocidad de las ondas. b) En un gran número de situaciones prácticas, V « v.
En este caso, demuestre que la ecuación anterior se convierte en
" 2!
$
8._Dos submarinos se encuentran en ruta de colisión frontal durante unas maniobras en el Atlántico Norte.
El primer submarino se mueve a 20.2 km/h y el segundo a 94.6 Km/h. El primero envía una señal de sonar
( onda sonora en el agua ) de 1030 Hz. Las ondas de sonar viajan a 5470 Km/h. a) El segundo submarino
capta la señal. ¿ Qué frecuencia oye el detector de sonar de este segundo submarino? b) El primer
submarino capta la señal reflejada. ¿ Que frecuencia oye el detector de sonar de este primer
submarino? ( Suponiendo que el océano está en calma )
: ) 10 50 ) 1070