| Amb el programari Audacity |
|
Fig. 7 |
captureu el so del vídeo: comenceu la gravació del so
intern de l'ordinador i posteriorment engegueu la reproducció
del vídeo.
,
per observar les repeticions causades per la rotació.
| Retalleu el so corresponent a quatre o cinc períodes de rotació.
888
ms correspon a 4
períodes |
|
Fig. 8 |
| Amb el programari Audacity |
|
Fig. 7 |
| Retalleu el so corresponent a quatre o cinc períodes de rotació.
888
ms correspon a 4
períodes |
|
Fig. 8 |
Dividiu els períodes de rotació en una dotzena
o quinzena d'intervals cadascun, aneu-los seleccionant consecutivament i obteniu
per a cadascun la freqüència fonamental del so (Analitza
Traça l'espectre).
|
|
|
| Fig. 9 | Fig. 10 |
| Podeu oemplenar una taula d'un full de càlcul amb els valors obtinguts com ara: I tot seguit representeu gràficament els valors amb un full de càlcul.
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Taula 2 |
|
|
|
Fig. 12 |
|
|
|
Fig. 13 |
Podeu fer una cerca a Internet per contestar la pregunta següent.
La fórmula
que permet calcular les variacions de freqüències per l'efecte Doppler
és:
La fórmula és extreta de
la Wikipedia en castellà: http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler
:
velocitat del so, 
:
velocitat de l'observador (zero en el nostre cas), 
:
velocitat de l'emissor, 
:
freqüència de l'emissor en repòs, 
: freqüència aparent observada
Calculeu ara les freqüències teòriques esperades en el punt
de màxima velocitat d'apropament i d'allunyament del brunzidor o del
mòbil.
Freqüència
quan s'allunya:
Freqüència
quan s'acosta:
Feu un
comentari global sobre els valors obtinguts i els valors esperats.
Els resultats obtinguts experimentalment (de forma gràfica
i aproximada) concorden de manera sorprenent amb la predicció teòrica.
Podeu fer un pas més en l'experiència: buscar la funció
matemàtica que més s'ajusti als valors experimentals per comprovar-ne
la validesa.
Per fer-ho podeu utilitzar el programari CurveExpert Basic 1.4 (versió
d'avaluació) que permet obtenir una regressió sinusoïdal
d'un conjunt de valors (com és el nostre cas). Podeu obtenir-lo a:
Abans de fer-ho cal que, amb el full
de càlcul, calculeu la mitjana de les freqüències obtingudes
i obtingueu una nova columna amb la desviació de les freqüències
respecte d'aquesta mitjana.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Taula. 3 |
En el programa CurveExpert Basic introduïu els valors de temps i de les desviacions.
 |
Fig. 14 |
Realitzeu seguidament l'anàlisi Apply Fit Miscellaneous
Sinusoidal...
 |
Fig. 15 |
Comenteu la funció obtinguda a partir de les dades experimentals i la
seva relació amb les dades teòriques.
Si tornem a sumar-hi la mitjana obtenim
Així doncs el valor màxim (el brunzidor s'acosta) de freqüència
seria
I el valor mínim (el brunzidor s'allunya)
Dades que també concorden molt amb els valors esperats
Calculeu
l'error absolut i relatiu de les freqüències obtingudes.
Freqüència màxima:
Freqüència mínima:
Podeu explicar
la variació de l'amplitud de l'ona sonora al llarg d'un període?
L'amplitud varia per diferents motius. D’una banda,
a causa de la variació de la distància respecte de la càmera
i, de l’altra, a causa de les interferències del so amb les reflexions
que fa mateix en l'estructura de la bicicleta i en els objectes propers (parets,
terra...).
Relacioneu
el moviment del brunzidor amb les dades experimentals.
Trieu un període del gràfic experimental i situeu les lletres
A, B,
C i D
en el lloc més probable.
 |
Fig. 16 |
La freqüència més
alta s’aconsegueix quan la component x
de la velocitat del brunzidor té un valor positiu i és més
gran: posició C,
que correspon a la cresta del gràfic.
La freqüència més baixa s’aconsegueix quan la component
x de la
velocitat del brunzidor té un valor negatiu i és més gran:
posició A, que
correspon a la vall del gràfic.
Què
passaria amb la freqüència si en comptes d’enregistrar el
so alineats amb la bicicleta ho féssim alineats amb l’eix de gir
de la roda?
Si ens situem alineats amb l’eix, el brunzidor pràcticament
no s’allunya ni s’acosta i, en aquest cas, no es produeix l’efecte
Doppler. La freqüència no variaria.
Podeu proposar
altres experiments per comprovar l'efecte Doppler?
Es podria realitzar amb l'ajut d'un cotxe que circulés
a una velocitat constant en una carretera recta mentre toca el clàxon.
Una persona hauria de gravar el cotxe mentre s'apropa i s'allunya. Dins del
cotxe una persona ha de mesurar la velocitat amb l'ajut d'un navegador amb GPS
o d'un telèfon intel•ligent amb una aplicació adequada (el
velocímetre dels cotxes sempre tenen errors importants).
Una altra experiència que pot ser interessant: deixar oscil•lar
(moviment harmònic) el brunzidor lligat a una molla llarga.
I encara una tercera: deixar caure lliurement el brunzidor durant alguns segons
des d'un segon o tercer pis, capturant el so des de dalt i des de baix. Cal
preveure la possibilitat que el brunzidor en acabar deixi de funcionar!
Esmenteu
algunes aplicacions que té l'efecte Doppler en la vida quotidiana.
El radar, les ecocardiografies, mesures de distàncies
en astrofísica, els ratpenats per evitar col•lisionar...
Autor d'aquesta pągina: Tavi Casellas professor de Física i Química de l’institut Montiliv, Maria Gubert professora de Física i Química l’institut Vescomtat de Cabrera d’Hostalric i Xavier Muñoz professor de Física i Química de l’institut Ramon Coll i Rodés de Lloret de Mar.
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
