Question

Как меняется воспринимаемая высотатона звукового сигнала поезда при его приближении к наблюдателю? Ответ поясните.

Answer 1

Пусть поезд издает сигнал частоты v0, Vp- cкорость поезда, V- скорость звука. Так как поезд приближается к наблюдателю, то волна пройдет расстояние L=V*T, а за это время поезд приблизится на L1=L-Vp*T=(V-Vp)*T
Частота звука v=V/L1=V/(V-Vp)*T=V*v0/(V-Vp)
Вывод: частота увеличится в V/(V-Vp) раз.

Answer 2

Когда поезд приближается к наблюдателю, воспринимаемая высота тона звукового сигнала изменяется. Это связано с эффектом Доплера, который описывает изменение частоты звука при движении источника звука относительно наблюдателя.

Эффект Доплера:

Эффект Доплера описывает изменение частоты звука, когда источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга. Если источник звука приближается к наблюдателю, то воспринимаемая частота звука увеличивается, что приводит к повышению высоты тона. Если источник звука отдаляется от наблюдателя, то воспринимаемая частота звука уменьшается, что приводит к понижению высоты тона.

Применение к звуковому сигналу поезда:

Когда поезд приближается к наблюдателю, звуковой сигнал, издаваемый поездом, будет иметь повышенную воспринимаемую высоту тона. Это происходит из-за того, что звуковые волны, излучаемые поездом, сжимаются перед движущимся поездом и растягиваются после него. В результате, частота звука увеличивается, и наблюдатель воспринимает более высокий тон.

Заключение:

Таким образом, воспринимаемая высота тона звукового сигнала поезда изменяется при его приближении к наблюдателю. Это связано с эффектом Доплера, который приводит к повышению высоты тона звука при приближении источника звука к наблюдателю