Перед отправкой тепловоз издал гудок с частотой Гц. Чуть позже гудок издал подъезжающий к платформе такой же тепловоз. Из-за эффекта Доплера частота второго гудка (в Гц) больше первого: она зависит от скорости тепловоза (в м/с) и изменяется по закону (Гц), где - скорость звука (в м/с). Человек, стоящий на платформе, различает сигналы по тону, если они отличаются не менее чем на 5 Гц. Определите, с какой минимальной скоростью приближался к платформе тепловоз, если человек смог различить сигналы, а м/с. Ответ дайте в м/с.
Правильный ответ
5
Пояснение
Решение:
Для нахождения скорости воспользуемся предложенной в условии формулой, подставив в неё известные величины.
Исходя из условия задачи, частота второго сигнала превышает частоту первого как минимум на 5 Гц. Поскольку исходная частота составляет 295 Гц, новое значение частоты будет равно Гц. Составим уравнение:
Для решения полученного уравнения умножим обе его части на знаменатель :
Раскроем скобки в левой части выражения:
Отсюда находим искомую скорость автомобиля:
Таким образом, скорость автомобиля составляет 5 м/с.
Ответ: 5
Источник: ФИПИ