Photo AI
Die sirene van 'n polsiemotor, wat teen 'n konstante spoed op 'n reguit, horisontale pad beweeg, stel klankgolwe met 'n konstante frekwensie vry - NSC Physical Sciences - Question 6 - 2019 - Paper 1
Question 6
Die sirene van 'n polsiemotor, wat teen 'n konstante spoed op 'n reguit, horisontale pad beweeg, stel klankgolwe met 'n konstante frekwensie vry. Detektor P word bin... show full transcript
Worked Solution & Example Answer:Die sirene van 'n polsiemotor, wat teen 'n konstante spoed op 'n reguit, horisontale pad beweeg, stel klankgolwe met 'n konstante frekwensie vry - NSC Physical Sciences - Question 6 - 2019 - Paper 1
Step 1
6.1 Verskillende patterne word hierbo getoon vir dieselfde klankgolf deur die sirene vrygestel. Watter verskynsel word deur die twee detektors, wat die verskillende patterne toon, geillustreer?
Answer
Die verskynsel wat geillustreer word is die Doppler-effek. Dit is die waarnemingsverskynsel waarby die frekwensie van klankgolwe verander wanneer die bron van die klank relatief tot die waarnemer beweeg. In hierdie geval, terwyl die polsiemotor beweeg, sal detektor P, wat binne-in die motor is, 'n hoër frekwensie waarnem as detektor Q, wat op 'n sekere afstand langs die pad is. Dit veroorsaak dat die patrone van die klankgolwe verskil.
Step 2
6.2 Gebruik die grafieke en gee 'n rede hoekom dit bevestig kan word dat die polsiemotor vanaf detektor Q wegbeweeg.
Answer
Die grafieke toon 'n verskuiwing in die piek van die klankgolwe van detektor Q in vergelyking met detektor P. As die pieke van die drukgolwe van detektor Q later in die tydgrafiek verskyn, dui dit aan dat die polsiemotor wegbeweeg. Dit kan bevestig word deur die groter tydsinterval tussen die waarnemings van die twee detektors. Inderdaad, dit is 'n bewys dat die bronne van die klankgolwe (hier die sirene) beweeg is ten opsigte van die detektors.
Step 3
6.3 Bereken die frekwensie van die klankgolf wat deur detektor P aangeteken is.
Answer
Om die frekwensie te bereken, kan ons die formule gebruik, waar die periode van die golwe is. Deur die tye van die golf sinsoefening in die grafiek te ondersoek, kan ons die gemiddelde periode aflei.
In hierdie geval is die tyd vir een volledige siklus van detektor P 17 s, wat die periode s.
Die frekwensie word dan bereken as:
Step 4
6.4 Gebruik die inligting in die grafieke om die spoed van die polsiemotor wanneer dit is 340 m∙s⁻¹ te bereken.
Answer
Die spoed kan bereken word deur die verhouding van die verandering in frekwensie, die oorspronklike frekwensie, en die spoed van die golf te gebruik. Gegewe dat die spoed van klank in die lug 340 m/s is, kan ons die formules gebruik. Hier moet ons weer die frekwensie wat ons in die vorige stap bereken het gebruik.
As ons aanneem dat die efek van beweging 'n verandering in frekwensie van sowat 20 Hz is, kan ons die oorspronklike en verskoven frekwensie gebruik om die spoed te bereken.
Die resultaat van die berekening sal ons die spoed van die polsiemotor gee ten sy he die afstand by gesonderd word: waar die bron spoed is.