Efecto Doppler del sonido: qué sucede cuando las velocidades de la fuente y el observador son comparables a la velocidad del sonido

Efecto Doppler: qué sucede cuando las velocidades de la fuente y el observador son comparables a la velocidad del sonido

Mi texto dice que el efecto Doppler es aplicable solo cuando las velocidades de la fuente y el observador son menores en comparación con la velocidad del sonido, mientras que en un libro de referencia (ondas de DCPandey) encontré un problema en el que en realidad usaban el efecto Doppler cuando la fuente la velocidad era igual a la del sonido.

Por favor guíame a la respuesta correcta.

Como habrás notado al usar un látigo, produce una explosión de carga. Esto se debe a que supera la velocidad del sonido. Y en el momento en que la velocidad de un látigo es comparable a la velocidad del sonido, el sonido se amplifica. Aunque también tengo curiosidad por saber cuánto tiempo amplificaría el sonido.
Bueno, en términos de análisis cuantitativo, ¿significaría eso que el fuerte estallido es independiente de la frecuencia real o más bien independiente del efecto Doppler? Buscaría más explicaciones sobre este tema.
Si la fuente se mueve y el observador está estacionario, entonces la ecuación relevante es F o b s mi r v mi r = v s o tu norte d v s o tu norte d − v s o tu r C mi F s o tu r C mi . No creo que puedas tener una mejor explicación que en este enlace que tiene algunas animaciones agradables acs.psu.edu/drussell/Demos/doppler/doppler.html

Respuestas (1)

El efecto Doppler no es válido solo cuando la velocidad de la fuente es mayor que la del sonido. En otras situaciones, es válido. Cuando la velocidad de la fuente se acerca a la velocidad del sonido, las ondas posteriores se acercan cada vez más y la longitud de onda se acerca a 0. A la velocidad del sonido, esto es lo que sucede: la fuente emite una onda que viaja a la velocidad del sonido y la la fuente sigue a la onda mientras se mueve a la misma velocidad. Esto significa que la próxima ola que emite está a lo largo de la primera ola y las olas subsiguientes se combinan y se juntan, moviéndose juntas. Entonces, en lugar de un aumento y una caída uniformes de la presión del aire, se obtiene un aumento abrupto y dramático y luego una caída en la presión del aire, creando una onda de choque, que es el estampido sónico.

Resnick Halliday (versión Walker) tiene un buen diagrama para este fenómeno, en el capítulo de ondas. Intente conseguir una copia (real o en línea).

Tengo problemas para imaginar cómo si tienes una ola, ¿puedes empujar más cosas en esa ola (para crear aún más presión) si la materia ya está comprimida en esa ola tal como está? Eso crearía un empujón hacia atrás que limitaría qué tan fuerte podrías obtener de él. Apuesto a que mi forma de pensar es errónea, pero realmente me gustaría que me ayudaran.
Como dije, la versión de Resnick Halliday Walker tiene un muy buen diagrama que explica esto. Si pudiera averiguar cómo publicarlo aquí, lo haría. Puede lograr más presión a medida que las olas se agrupan (esto no creará un empuje hacia atrás). Pero el fuerte estallido se debe a la enorme fluctuación de la presión. El sonido no depende de la presión sino de la fluctuación.
@ El tonto, ¿cuál sería el caso cuando la fuente se aleja con una velocidad v, entonces implica que la frecuencia se convertirá en cero? Y gracias por la respuesta.
Cuando la fuente se aleja con la velocidad del sonido, la ecuación del efecto Doppler simplemente te da la mitad de la frecuencia (como la distancia entre dos ondas sucesivas, es decir, la longitud de onda, se duplica). PD- De nada. No olvide cerrar la pregunta aceptando la respuesta si le satisface.
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