Efecto Doppler

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Aquí les dejo una simple explicación sobre qué es el efecto Doppler. Suerte...

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Efecto Doppler

  1. 1. Efecto Doppler en ondas sonoras yultrasónicas Universidad de Buenos Aires Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Física Autores: Martino Falna ReadandNever
  2. 2. Resumen Introducción Desarrollo Experimental  Fuentes de ultrasonido  Fuentes sonoras ConclusionesPágina 1 de 22
  3. 3. Resumen Utilizando las ecuaciones que describen el efecto Doppler, se midió la velocidad relativa entre una fuente de sonido y un receptor . Se compararon los resultados obtenidos con la velocidad medida mediante otro método. Se comprobó la validez del modelo teórico que caracteriza el efecto Doppler.Página 2 de 22
  4. 4. Introducción La variación en la frecuencia de una onda debida almovimiento relativo de una fuente respecto a suobservador se conoce como efecto Doppler. La ecuación de esta variación está dada por vs vo f f vs  vePágina 3 de 22
  5. 5.  Al sumar dos ondas de altas frecuencias y muy cercanas entre sí se puede observar batidos. Este fenómeno permitió calcular la variación de frecuencias, mediante la relación f f f env 2Página 4 de 22
  6. 6.  Si se tiene una fuente de sonido que realiza un movimiento circular, la velocidad que se debe considerar para analizar el efecto Doppler es la componente paralela a la dirección fuente- observador v//. r v // sen ( t ) 2 r r 1 2 2 cos( t) D DPágina 5 de 22
  7. 7.  El corrimiento de la frecuencia percibida por el observador se obtiene mediante la siguiente ecuación f f f v // 1 vs r sen ( t ) 1 2 vs r r 1 2 2 cos( t) D DPágina 6 de 22
  8. 8.  Ejemplos de este fenómeno  Sirenas en movimiento, observador en reposo.  Corrimiento del espectro visible de la radiación electromagnética.Página 7 de 22
  9. 9. Desarrollo experimentalEfecto Doppler con una fuente de ultrasonido Esquema del montaje experimentalPágina 8 de 22
  10. 10.  Observaciones  Se envió una señal sinusoidal en la frecuencia de resonancia 40730 Hz.  Al no ser la velocidad constante, se debió analizar los datos obtenidos con el osciloscopio en el momento en que el carrito pasaba por el photogate.  Se sumaron la onda enviada y la recibida en el osciloscopio y se observó la frecuencia envolvente.  Multiplicacion  La escala temporal utilizada en el osciloscopio fue 50 ms.Página 9 de 22
  11. 11. Análisis de los resultados Receptor se aleja Emisor en reposo Receptor se acerca Experiencias Emisor se aleja Receptor en reposo Emisor se acercaPágina 10 de 22
  12. 12.  Se midió la velocidad del piezoeléctrico en movimiento mediante dos métodos distintos.  Método 1: Photogates  Método 2: Ecuaciones del efecto Doppler - Se calculó la frecuencia envolvente.Página 11 de 22
  13. 13. - Se calculó la frecuencia observada, mediante la ecuación f f 2 f env - Se calculó la velocidad, mediante las ecuaciones f f v vs 1 v vs 1 f f  Se compararon los valores calculados mediante ambos métodos, obteniendo valores indistinguibles.Página 12 de 22
  14. 14. • Emisor en reposo Receptor se aleja Vph (cm/s) ΔVph (cm/s) Vdop (cm/s) Δvdop (cm/s) 35 1 35 12 52 1 52 13 53 1 52 14 Receptor se acerca Vph (cm/s) ΔVph (cm/s) Vdop (cm/s) Δvdop (cm/s) 41 1 35 12 53 1 52 14 44 1 42 13Página 13 de 22
  15. 15. •Receptor en reposo Emisor se aleja Vph (cm/s) ΔVph (cm/s) Vdop (cm/s) Δvdop (cm/s) 44 1 42 15 59 1 59 17 59 1 56 17 Emisor se acerca Vph (cm/s) ΔVph (cm/s) Vdop (cm/s) Δvdop (cm/s) 49 1 42 15 59 1 47 16 48 1 51 16Página 14 de 22
  16. 16. Efecto Doppler con una fuente sonora  Montaje de la experiencia con movimiento linealPágina 15 de 22
  17. 17. Análisis de los resultadosPágina 16 de 22
  18. 18. Efecto Doppler con una fuente sonora Montaje de la experiencia con movimiento circularPágina 17 de 22
  19. 19.  Observaciones  La fuente emitió un sonido de una única frecuencia, el cual se obtuvo de … Se verificó esto realizando la transformada de Fourier.  Sample Rate  En movimiento circular se utilizaron fuentes de frecuencias 1000 Hz y 800 Hz.  Mediciones: valor de r, de D, peso de las masas, valor de la vel del sonido…  Se detuvo la medición cuando las masas tocaron el suelo.Página 18 de 22
  20. 20. Análisis de los resultados  El objetivo fue medir la variación de la frecuencia observada durante el movimiento. Para ello se utilizaron dos métodos.  Método 1: Ecuaciones del efecto Doppler - Se midió la velocidad angular de la polea inteligente y con ella se calculó V//. r v // sen ( t ) 2 r r 1 2 2 cos( t) D DPágina 19 de 22
  21. 21. Página 20 de 22 de V// vs T para una frecuencia de 1000 Hz Gráfico
  22. 22.  Se calculó la frecuencia observada en función del tiempo mediante la ecuación f f v // 1 vsPágina 21 de 22 Gráfico de f’ vs T para una frecuencia de 1000 Hz
  23. 23.  Método 2: Transformada de Fourier - Se analizó la señal del micrófono tomando intervalos de tiempo y aplicándole la transformada.Página 22 de 22 Amplitud vs frecuencia para la señal de 800 Hz
  24. 24. Agradecimientos ReadandNever.blogspot.com Ask.fm/Readandnever https://www.facebook.com/Nooneis perfectexceptI

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