Перед отправкой тепловоз издал гудок с частотой Чуть позже гудок издал подъезжающий к платформе тепловоз. Из-за эффекта Доплера частота второго гудка (в Гц) больше первого: она зависит от скорости тепловоза (в м/с) по закону (Гц), где — скорость звука (в м/с). Человек, стоящий на платформе, различает сигналы по тону, если они отличаются не менее чем на 8 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
12
Пояснение
Решение:
Для выполнения условий задачи необходимо найти значения скорости , при которых изменение частоты сигнала составляет не менее 8 Гц. Это условие можно записать в виде неравенства .
Подставим в него выражение для частоты :
Используя данные из условия ( Гц, м/с), получаем:
Разделим обе части на 8 и упростим выражение в скобках:
Решая данное неравенство относительно при условии , находим область допустимых значений: . Таким образом, минимальная скорость, при которой тон сигнала изменится на 8 Гц, составляет 12 м/с.
Ответ: 12
Источник: ФИПИ