一道中学物理竞赛题,如何解?
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吧务
level 15
任意时刻(t时刻),波源与接收器的连线为红色直线AB
2023年08月09日 10点08分 1
吧务
level 15
2023年08月09日 10点08分 2
@自由的飞999999 @rollkite @冯吴萱绎 @陈彼方º @Excalibur! 利用我2楼发明的式(18-2),能不能直接得到正确答案呢?
2023年08月09日 11点08分
level 14
中学题有这么难吗?小试一下。
解:x=xA*t,y=vB*t。
AB=(x^2+y^2)^(1/2)=t*(vA^2+vB^2)^(1/2)。
频次n=t*υ0。
波长λ=AB/n=t*(vA^2+vB^2)^(1/2)/(t*υ0)=(vA^2+vB^2)^(1/2)/υ0。
B的接受频率υB=u/λ=u*υ0/(vA^2+vB^2)^(1/2)。
解毕(好像还真是中学题,与时间t无关)。
2023年08月09日 11点08分 4
好像还漏了点东西,t声=AB/u。如果考虑这个东西就超出中学范畴,方程非常难解。
2023年08月09日 12点08分
@骨灰游戏 A'B=ut,而非AB=ut
2023年08月09日 14点08分
@进化的力学 一样的,中学范畴不考虑这些。下楼是正规解法,把n去掉用t代替,这些方程不好解。
2023年08月09日 15点08分
level 14
我再想想,重来
解:周期T=1/υ0,tn=n*T=n/υ0。
xn=xA*tn,yn=vB*(tn+tn声)。
AB^2=xn^2+yn^2,tn声=AB/u。
……
周期T=1/υ0,t(n+1)=(n+1)/υ0。
x(n+1)=xA*t(n+1),y(n+1)=vB*(t(n+1)+t(n+1)声)。
A'B'^2=x(n+1)^2+y(n+1)^2,t(n+1)声=A'B'/u。
……
周期TB=(t(n+1)+t(n+1)声)-(tn+tn声),频率υB=1/TB。
这次应该是标准的,只是这些方程方程难解。
BC=vB*t声,AC=
波长λ=AB/n=t*(vA^2+vB^2)^(1/2)/(t*υ0)=(vA^2+vB^2)^(1/2)/υ0。
B的接受频率υB=u/λ=u*υ0/(vA^2+vB^2)^(1/2)。
解毕(好像还真是中学题,与时间t无关)。
2023年08月09日 13点08分 5
分母中没有波速u?
2023年08月09日 15点08分
@进化的力学 有啊,我只是没有解方程而已。υ=1/T,T=周期TB,TAB里很定有u。后面那些尾巴复制粘贴忘删了。
2023年08月09日 15点08分
@进化的力学 即,第(n+1)次接受声波的时间-第n次接受声波的时间,这是第(n+1)接受声波的周期。频率等于周期的倒数。
2023年08月09日 15点08分
@骨灰游戏 你解一下看看与7楼标准答案一样不
2023年08月09日 22点08分
吧务
level 15
2023年08月09日 16点08分 6
严格的讲,第一步就错了。θA、与θB不是互补关系,只是几乎互补可以用互补进行近似计算。
2023年08月10日 07点08分
@骨灰游戏 A.B的速度方向垂直,这两个角的差正好就是90°
2023年08月10日 07点08分
@进化的力学 问题在于A发出某一声波的时间不等于B接受该声波的时间。即,tBn不等于tAn。
2023年08月10日 07点08分
@骨灰游戏 我一楼画的红线就是两个汽车的实时连线,采用(18-2)时,不必知道声源的像在什么位置
2023年08月10日 07点08分
吧务
level 15
标准答案。但这种方法仅能计算两条公路夹角为90°时的特例。
2023年08月09日 16点08分 7
@自由的飞999999 @普及相对论 @杏园别居 @不讲理的虾🌿 @载剑智士 看看是六楼我的结果正确还是七楼标准答案正确?
2023年08月09日 23点08分
@进化的力学 @yshj76cnool @狐说笆道 @teamark 看看是六楼我的结果正确还是七楼标准答案正确?
2023年08月09日 23点08分
@yshj76cnool @载剑智士 @自由的飞999999 @不讲理的虾🌿 @teamark 2楼的式(18-2)是不是填补了世界空白?
2023年08月10日 01点08分
@进化的力学 以你的数学水平 填空白这种事是轮不到你的
2023年08月10日 01点08分
level 14
tBn=tAn+tn声。B的接受周期Tn=tBn-tB(n-1)。
2023年08月10日 03点08分 8
level 11
这个标准答案解法中,多普勒效应公式是错误的,以后的解法都错了。
2023年08月11日 01点08分 9
level 11
2023年08月11日 01点08分 10
按照这个公式,波源静止,观测者横向运动,观测者得到的是蓝移。你怎么看?
2023年08月11日 02点08分
@进化的力学 那就是蓝移,这个公式是用光波方程推导的,是不会错的。
2023年08月11日 02点08分
@lzmsunny96 这个公式对机械波适用吗?
2023年08月11日 02点08分
@进化的力学 只要是波,都是适用的,特殊机械波的f=fs*(u+-v0)/(u-+vs),对比一下,就清楚了。
2023年08月11日 02点08分
level 11
这道题只要套这个公式就可以了。
2023年08月11日 01点08分 11
level 14
此题或许可以用数学归纳法:tAn-A发出声波的时刻,tBn-B接受声波的时刻。t0=tA0=tB0=0,t0时刻是原点。
因为A是均匀发射声波,TA=1/υ0,所以,tAn=n*TA。
tBn是接受时刻,tBn=tAn+t声。
在AB运动路线以及声波传播的路径上是符合勾股定理的:AnBn^2=An^2+Bn^2。An=vA*tAn,Bn=vB*tBn,AnBn=t声*u。
根据上面所列方程,现在开始使用数学归纳法:
tA1=TA=1/υ0,A1=vA/υ0。B1=vB*(1/υ0+t声1)。A1B1=t声1*u=(A1^2+B1^2)^(1/2)。
解之:t声1=7楼中的t1(太长了,不好书写)。继续计算,可以得到t声2=t声1。再用数学归纳法,假设t声n=t1,再证明t声(n+1)也成立就OK了。
也就是说:7楼的标准答案是完全正确的。
2023年08月11日 04点08分 12
最简单的方法是,观测者得到的频率=观测者系波速/观测者系波长
2023年08月11日 04点08分
@进化的力学 问题观测者的波长是无法检测的,最简单的是检测观测者的周期。
2023年08月11日 05点08分
level 1
不过尔尔
2025年06月22日 09点06分 13
你会计算?
2025年06月22日 13点06分
level 8
这个题的关键是计算波速矢u:
2025年07月01日 08点07分 15
level 8
(接15楼)
最终由波速矢,算得:
2025年07月01日 09点07分 16
这是哪个系的波速?
2025年07月01日 21点07分
@进化的力学 当然是媒介系。所有波都是相对于媒介系运动(除非不需要媒介的光波),故自然而然选媒介系作为参考系(如果是光波,则可以选任意系)。
2025年07月01日 23点07分
@zhukekezhu66 媒介系波速大小是常数,不是15楼计算结果
2025年07月02日 13点07分
@进化的力学 你哪个地方看出来15楼的计算结果不是常数了?
2025年07月02日 23点07分
level 8
不好意思,前面看错题目了。把A看作接收者,B看作波源了,所以原来的答案不对。下面以A是波源,B是接收者,再做一遍:
这个答案与楼主的标准答案是一致的。
2025年07月05日 01点07分 17
还是不太一样,请看楼下
2025年07月05日 13点07分
我明白了,应该是18楼论文有笔误,审稿不严啊
2025年07月05日 14点07分
看来我6楼计算结果也是正确的
2025年07月05日 14点07分
经典波动理论中最大缺陷是没有【波行差】概念,多普勒本人认为【光行差】现象是多普勒效应的普遍化,但多普勒一生也没有找到任意方向运动时的多普勒公式(二维多普勒公式),也无法找到多普勒现象与波行差现象之间的联系
2025年07月05日 14点07分
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