Появился свист при движении автомобиля: возможные причины, диагностика и решение проблемы. Причины и способы устранения свиста из-под капота Как меняются подушки

Причина свиста во время движения Hyundai ix35

• При большой отрицательной температуре могут свистеть колодки тормозные и подшипник генератора.

  Екатеринбург, Toyota Corolla

• Подтяни ремень!

  Нижневартовск, Daewoo Nexia

• при 5т.

  км пробега я бы не парился, конечно же если авто на гарантии)) хороший стук всегда наружу выйдет… и 23 это не мороз, я в -33 езжу и свистов не наблюдаю

  Томск, Hyundai ix35

• Спасибо. Но при отсутствии свиста в реальном времени (а пока доеду, то свист точно перестанет…..) в салоне сервис-мены даже выяснять тогда и не станут причину свиста))))

  Ростов-на-Дону, Hyundai ix35

• Ремень ни при чём. … Свист исходит, как бы снизу

  Ростов-на-Дону, Hyundai ix35

• Спасибо. Тоже, думаю, на тормозные колодки или что то примёрзло и трётся на резине)))

  Ростов-на-Дону, Hyundai ix35

• Ок! Удачи!

  Екатеринбург, Toyota Corolla

При холодном и горячем пуске

Содержание

• 1 Вступление
• 2 Почему свистит ремень генератора
  • 2. 1 Слабая натяжка ремня
  • 2.2 Износ ремня
  • 2.3 Попадание влаги и технической жидкости
  • 2.4 Износ шкива и ролика
• 3 Свистит ремень на холодную
• 4 Постоянный свист ремня
• 5 Свистит ремень после замены
• 6 Как устранить свист ремня генератора
  • 6.1 Слабая натяжка
  • 6.2 Загрязнение
  • 6.3 Износ ролика
  • 6.4 Износ ремня
• 7 Полезные видео про ремень генератора

Вступление

Довольно часто автовладельцы сталкиваются с проблемой свиста ремня генератора. Данная проблема хоть и не являются довольно серьезной поломкой, но доставляет огромный дискомфорт при вождении автомобиля с таким «недугом». Как правило, такая проблема появляется из-за нескольких причин, которые мы рассмотрим в данной статье.

Почему свистит ремень генератора

Скрип или свист ремня генератора возникает из-за нескольких причин, а именно:

• Недостаточное натяжение ремня;
• Износ ремня;
• Попадание влаги или технической жидкости на привод;
• Износ шкивов и ролика натяжения;

Рассмотрим каждую из причин по отдельности, чтобы более детально углубиться в эту тему.

Слабая натяжка ремня

Когда ремень имеет недостаточное натяжение, при возникновении нагрузки на данном приводе происходит его проскальзывание, что приводит к характерному звуку – скрипу. Исправить такую поломку довольно просто, достаточно лишь проверить натяжение ремня и при необходимости его подтянуть согласно инструкции по эксплуатации автомобиля.

Чрезмерная натяжка ремня может привести к поломке агрегатов, данного привода, а именно выходу из строя подшипников.

Износ ремня

Довольно часто причиной скрипа ремня является его износ. Длительное использования ремня без замены приводит к его растяжению до такой степени, что натяжка его уже не помогает и скрип таким методом не устраняется. Такой ремень необходимо заменить, чтобы избавиться от посторонних звуков в автомобиле.

Попадание влаги и технической жидкости

Когда на привод генератора попадает влага, она смачивает шкивы и сам ремень, тем самым поднимая коэффициент скольжения, что приводит к проскальзыванию ремня. Когда влага от трения испаряется, то ремень перестает проскальзывать.

С техническими жидкостями дела обстоят намного сложнее. Например, при попадании масла на привод генератора оно не испаряется от трения и остается на нем очень долго. Как известно масло обладает отличным коэффициентом скольжения, а попадая на ремень, оно не позволяет ему работать нормально. Точно такое же влияние на привод ремня оказывает и попадания антифриза.

Износ шкива и ролика

Когда изнашивается шкив или ролик натяжение ремня его диаметр уменьшается, тем самым делает натяжение ремня более слабым, что приводит к проскальзыванию ремня и, следовательно, к скрипу.

Свистит ремень на холодную

Скрип ремня генератора на холодную возможен из-за низкой температуры, так как при отрицательных температурах тела уменьшаются, тем самым делая натяжения ремня немного слабее. Иногда скрип ремня на холодный двигатель может быть спровоцирован появлением конденсата на шкивах или роликах или вследствие подтеков каких-либо жидкостей с двигателя автомобиля.

Постоянный свист ремня

Когда ремень скрипит постоянно, это свидетельствует о неполадках в приводе генератора, а именно возможно заклинивание подшипников ролика или самого генератора. Так же такая проблема появляется из-за нарушения соосности деталей, которая может появиться из-за деформации шкива или ролика.

Если ремень генератора скрипит постоянно, то автомобиль в срочном порядке необходимо проверить самостоятельно или на станции технического обслуживания.

Свистит ремень после замены

Если ремень внезапно стал свистеть после замены, то вероятнее всего он был испачкан чем-то похожим на смазку, например моторным маслом или антифризом. Так же после замены ремня может появиться посторонний звук из-за натяжного ролика или подшипников генератора, так как при новом ремне может измениться усилие натяжение, что повысит нагрузку на подшипники.

Как устранить свист ремня генератора

Если на вашем автомобиле появился скрип или свист ремня генератора, то это необходимо устранить как можно быстрее. Для начала необходимо определить виновника проблемы, будь то ремень, ролик, грязь или слабая натяжка.

Слабая натяжка

Если выяснилось что у ремня слабая натяжка, то его достаточно подтянуть до нормы, которая указана в инструкции по эксплуатации автомобиля и можно смело продолжать движение.

Не следует перетягивать ремень, это может привести к быстрому износу подшипников и скорой их поломке.

Загрязнение

Если на шкивах или на самом ремне имеются следы смазочных материалов (масла или антифриза) то их необходимо устранить. Очистить шкивы и ремень можно с помощью очистителя карбюратора, так как он быстро испаряется и не оставляет жирных следов.

Износ ролика

Следующим этапом необходимо осмотреть натяжной ролик, который должен свободно вращаться и не закусывать в определенных местах, а так же при вращении не издавать посторонних звуков.

Износ ремня

Оцениваем состояние ремня, он не должен быть сухой и иметь следы трещин. Старый ремень способен высыхать, теряя свои свойства зацепления, что может привести к проскальзыванию ремня на шкивах и, следовательно, к постороннему шуму и скрипу при работе двигателя.

Полезные видео про ремень генератора

Категория: Ремонт

← Датчик температуры LADA GRANTA

Датчик распределительного вала ВАЗ 2121 (Нива) →

car-whistle-sound – Googlesuche

AlleVideosBilderShoppingMapsNewsBücher

suchoptionen

Почему моя машина издает свистящий звук? – WhoCanFixMyCar

www.whocanfixmycar.com › советы › почему-моя-к…

Если свистящий звук в вашем автомобиле наиболее заметен при ускорении, вероятной причиной является утечка вакуума. Система, регулирующая поток воздуха между …

Ähnliche Fragen

Что означает свистящий звук в автомобиле?

Безопасно ли водить машину, если она свистит?

Почему моя машина издает свистящий звук при ускорении?

Почему моя машина издает пронзительный свистящий звук?

ГРОМКИЙ ЗВУК ВЫХЛОПНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЯ | часть – 18 – YouTube

www. youtube.com › смотреть

11.03.2019 · СЛЕДУЙТЕ ЗА МНОЙ В INSTA = DEEPANSHU 519…Amazon link = CNC Cut Aluminium Turbo Sound …
Dauer: 4:10
Прислан : 11.03.2019

эффект турбозвукового свистка для выхлопа автомобиля || гималайский остов – YouTube

www.youtube.com › смотреть

23.06.2021 · ЭФФЕКТ ТУРБОЗВУКА СВИСТКА ДЛЯ ВЫХЛОПНОЙ МАШИНЫ || HIMALAYAN HULK #newi20 …
Dauer: 4:22
Прислан: 23.06.2021

Turbo Exhaust Whistle Test – YouTube

www.youtube.com › смотреть

Вот тест · свист турбовыхлопа на моем форд фокусе. Турбовыхлопной свисток …
Добавлено: 2:03
Прислано: 01.05.2015

ТУРБО ЗВУК Эффект свистка для автомобильного выхлопа | Техно Хан

www.youtube.com › смотреть

21.10.2018 · ТУРБО ЗВУК Эффект свистка для выхлопной системы автомобиля | Техно Хан. 677K показов 4 года назад …
Добавлено: 6:26
Прислано: 21.10.2018

Турбовыхлопной свисток против Toyota Prius?! (Это работает) – YouTube

www. youtube.com › смотреть

26.06.2020 · Предполагается, что турбовыхлопной свисток должен заставить обычный автомобиль звучать так, как будто он работает с турбонаддувом. В …
Дауэр: 7:09
Прислан: 26.06.2020

7 основных причин свистящего шума в автомобиле – Спокойная жизнь

quietliving.co.uk › свистящий-из-автомобиля

07.09.2022 · 7 основных причин свистящего шума в автомобиле · 1. Грязные топливные форсунки · 2. Утечка вакуума · 3. Изношенные оконные уплотнители · 4. Изношенный серпантиновый ремень · 5. Неисправность …

Моя машина издает свистящий шум – дорогостоящий ремонт? [РУКОВОДСТВО]

carzaza.com › почему-моя-машина-свистит-н…

Наиболее вероятными причинами свистящего шума являются треснувшие шланги и утечка вакуума, плохой подшипник шкива вспомогательного оборудования , изношенный или мокрый поликлиновой ремень, турбосвисток, …

10 автомобильных шумов и их значение I Desjardins Insurance

www. desjardinsgeneralinsurance.com › Блог

19.08.2020 · 1. Свист · Шланги являются важными частями системы охлаждения вашего двигателя, но они также и самые слабые. · Если вы все еще слышите свист после …

5 причин, по которым ваш автомобиль издает высокие или визжащие звуки

www.natewade.com › Сервис

Знаете ли вы, что перегретый двигатель часто глохнет? что-то вроде грустного свистящего звука? Это связано с тем, что охлаждающая жидкость двигателя закипела …

ähnliche shanfragen

Автомобильный свистка звук при ускорении

Turbo Sound Whistle Erlaubt

Turbo Sound Whistle для автомобиля

Car Whistle

Turbo Sound Pravistle

Sports Car Silencer Sound

CAR SILENCER SILENCER SILENCER SILESTER

4 Sport Car Silencer Sound

CAR SILENCER SILENCER SILENCER SILENCER

44 Sound Whistle erfahrungen

17.7 Эффект Доплера | University Physics Volume 1

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните изменение наблюдаемой частоты при приближении или удалении движущегося источника звука от неподвижного наблюдателя
• Объясните изменение наблюдаемой частоты по мере того, как наблюдатель движется к стационарному источнику звука или от него

Характерный звук проезжающего мимо мотоцикла является примером эффекта Доплера . В частности, если вы стоите на углу улицы и наблюдаете, как машина скорой помощи со звуком сирены проезжает с постоянной скоростью, вы заметите два характерных изменения в звуке сирены. Во-первых, громкость звука увеличивается по мере приближения машины скорой помощи и уменьшается по мере ее удаления, что и ожидалось. Но, кроме того, высокий звук сирены резко меняется на более низкий звук. Когда машина скорой помощи проезжает, частота звука, слышимого стационарным наблюдателем, изменяется с постоянной высокой частоты на постоянную более низкую частоту, даже если сирена излучает постоянную частоту источника. Чем ближе проезжает скорая помощь, тем резче сдвиг. Кроме того, чем быстрее движется машина скорой помощи, тем больше смещение. Мы также слышим этот характерный сдвиг частоты для проезжающих автомобилей, самолетов и поездов.

Эффект Доплера — это изменение наблюдаемой частоты звука из-за движения источника или наблюдателя. Хотя этот эффект менее известен, он легко заметен для стационарного источника и движущегося наблюдателя. Например, если вы проедете в поезде мимо стационарного звукового сигнала, вы услышите, как частота звукового сигнала смещается с высокой на низкую, когда вы проходите мимо. Фактическое изменение частоты из-за относительного движения источника и наблюдателя называется

доплеровским сдвигом . Эффект Доплера и доплеровский сдвиг названы в честь австрийского физика и математика Кристиана Иоганна Доплера (1803–1853), который проводил эксперименты как с движущимися источниками, так и с движущимися наблюдателями. Допплер, например, заставил музыкантов играть в движущемся открытом вагоне поезда, а также играть стоя рядом с железнодорожными путями, когда поезд проезжал мимо. Их музыку наблюдали как в поезде, так и вне его, и измеряли изменения частоты.

Что вызывает доплеровский сдвиг? (Рисунок) иллюстрирует звуковые волны, излучаемые стационарными и движущимися источниками в неподвижной воздушной массе. Каждое возмущение распространяется сферически от точки, в которой излучается звук.

Если источник неподвижен, то центр всех сфер, представляющих сжатие воздуха в звуковой волне, находится в одной точке, и неподвижные наблюдатели с обеих сторон слышат ту же длину волны и частоту, что и источник (случай а). Если источник движется, ситуация иная. Каждое сжатие воздуха движется по сфере из точки, в которой он был выпущен, но точка выброса движется. Эта движущаяся точка выброса заставляет сжатия воздуха быть ближе друг к другу с одной стороны и дальше друг от друга с другой. Таким образом, длина волны меньше в направлении движения источника (вправо в случае б) и длиннее в противоположном направлении (влево в случае б). Наконец, если наблюдатели перемещаются, как в случае (с), частота, с которой они получают сжатия, изменяется. Наблюдатель, движущийся к источнику, принимает их с более высокой частотой, а человек, удаляющийся от источника, принимает их с более низкой частотой.

Рисунок 17.30 Звуки, излучаемые источником, распространяющимся сферическими волнами.

(а) Когда источник, наблюдатели и воздух неподвижны, длина волны и частота одинаковы во всех направлениях и для всех наблюдателей. (б) Звуки, излучаемые источником, движущимся вправо, распространяются от точек, в которых они излучались. Длина волны уменьшается, и, следовательно, частота увеличивается в направлении движения, так что наблюдатель справа слышит более высокий звук. Противоположное верно для наблюдателя слева, где длина волны увеличивается, а частота уменьшается. в) Тот же эффект возникает при движении наблюдателей относительно источника. Движение к источнику увеличивает частоту, поскольку наблюдатель справа проходит через большее количество гребней волны, чем если бы он оставался неподвижным. При движении от источника частота уменьшается, поскольку наблюдатель слева проходит через меньшее количество гребней волны, чем если бы он оставался неподвижным.

Мы знаем, что длина волны и частота связаны соотношением [latex] v=f\lambda , [/latex] где v — фиксированная скорость звука. Звук движется в среде и имеет в этой среде одну и ту же скорость v независимо от того, движется источник или нет. Таким образом, f , умноженное на [латекс] \лямбда [/латекс], является константой. Поскольку наблюдатель справа в случае (b) получает более короткую длину волны, частота, которую он принимает, должна быть выше. Точно так же наблюдатель слева получает более длинную волну и, следовательно, слышит более низкую частоту. То же самое происходит и в случае (с). Наблюдатель, движущийся к источнику, принимает более высокую частоту, а наблюдатель, удаляющийся от источника, принимает более низкую частоту. В общем, относительное движение источника и наблюдателя друг к другу увеличивает принимаемую частоту. Относительное движение врозь снижает частоту. Чем больше относительная скорость, тем больше эффект.

Эффект Доплера возникает не только для звука, но и для любой волны, когда существует относительное движение между наблюдателем и источником. Доплеровские сдвиги возникают, например, в частоте звуковых, световых и водных волн. Доплеровские сдвиги можно использовать для определения скорости, например, когда ультразвук отражается от крови при медицинской диагностике. Относительные скорости звезд и галактик определяются сдвигом частот света, получаемого от них, и многое говорят о происхождении Вселенной. На современную физику глубоко повлияли наблюдения доплеровских сдвигов.

Получение наблюдаемой частоты из-за доплеровского сдвига

Рассмотрим двух стационарных наблюдателей X и Y на (рис.), расположенных по обе стороны от стационарного источника. Каждый наблюдатель слышит одну и ту же частоту, и эта частота является частотой, создаваемой стационарным источником.

Рисунок 17.31 Стационарный источник излучает звуковые волны с постоянной частотой [латекс] {f}_{\text{s}}, [/латекс] с постоянной длиной волны [латекс] {\lambda}_{\ text{s}}, [/latex] со скоростью звука v. Два стационарных наблюдателя X и Y по обе стороны от источника наблюдают частоту [latex] {f}_{\text{o}}={ f}_{\text{s}} [/латекс], с длиной волны [латекс] {\lambda}_{\text{o}}={\lambda}_{\text{s}}. [/латекс]

Теперь рассмотрим стационарного наблюдателя X с источником, удаляющимся от наблюдателя с постоянной скоростью [латекс] {v}_{\text{s}} v . Положение звуковой волны на каждом временном интервале периода [латекс] {Т}_{\текст{с}} [/латекс] показано пунктирными линиями. Через один период источник переместился [латекс] \text{Δ}x={v}_{\text{s}}{T}_{\text{s}} [/latex] и испускает вторую звуковую волну , который движется со скоростью звука. Источник продолжает двигаться и производить звуковые волны, на что указывают кружки с номерами 3 и 4. Обратите внимание, что по мере того, как волны удаляются, они остаются центрированными в соответствующей точке происхождения.

Рис. 17.32 Источник, движущийся с постоянной скоростью [латекс] {v}_{\text{s}} [/латекс] от наблюдателя X. Движущийся источник посылает звуковые волны с постоянной частотой [латекс ] {f}_{\text{s}}, [/latex] с постоянной длиной волны [латекс] {\lambda }_{\text{s}} [/latex], со скоростью звука v. Моментальные снимки источник с интервалом [latex] {T}_{\text{s}} [/latex] показан по мере того, как источник удаляется от стационарного наблюдателя X. Сплошные линии представляют положение звуковых волн после четырех периодов с начального времени. Пунктирные линии используются для отображения положения волн в каждый период времени. Наблюдатель слышит длину волны [латекс] {\ lambda} _ {\ text {o}} = {\ lambda} _ {\ text {s}} + \ text {Δ} x = {\ lambda} _ {\ text {s}}+{v}_{\text{s}}{T}_{\text{s}} [/латекс].

Используя тот факт, что длина волны равна произведению скорости на период, а период обратно пропорционален частоте, мы можем получить наблюдаемую частоту:

[латекс] \begin{array}{ccc}\hfill { \ lambda } _ {\ text {o}} & = \ hfill & {\ lambda } _ {\ text {s}} + \ text {Δ} x \ hfill \\ \ hfill v {T} _ {\ text { о}} & =\ hfill & v {T} _ {\ text {s}} + {v} _ {\ text {s}} {T} _ {\ text {s}} \ hfill \\ \ hfill \ frac {v} {{f} _ {\ text {o}}} & = \ hfill & \ frac {v} {{f} _ {\ text {s}}} = \ frac {{v} _ {\ текст {s}}} {{f} _ {\ text {s}}} = \ frac {v + {v} _ {\ text {s}}} {{f} _ {\ text {s}}} \ hfill \\ \hfill {f} _ {\ text {o}} & = \ hfill & {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v} {v + {v} _ {\ text {s} }}). \hfill \end{массив} [/latex]

По мере удаления источника от наблюдателя наблюдаемая частота становится ниже частоты источника.

Теперь рассмотрим источник, движущийся с постоянной скоростью [латекс] {v}_{s}, [/латекс] движущийся к неподвижному наблюдателю Y , также показанному на (Рисунок). Длина волны наблюдается Y как [латекс] {\ lambda} _ {\ text {o}} = {\ lambda} _ {\ text {s}} – \ text {Δ} x = {\ lambda} _ {\ text {s}} – {v} _ {\ text {s}} {T} _ {\ text {s}}. [/latex] Еще раз, используя тот факт, что длина волны равна скорости, умноженной на период, а период обратно пропорционален частоте, мы можем вывести наблюдаемую частоту:

[латекс] \begin{array}{ccc}\hfill {\lambda}_{\text{o}}& =\hfill & {\lambda}_{\text{s}}-\text{Δ} х \ hfill \\ \ hfill v {T} _ {\ text {o}} & = \ hfill & v {T} _ {\ text {s}} – {v} _ {\ text {s}} {T } _ {\ text {s}} \ hfill \\ \ hfill \ frac {v} {{f} _ {\ text {o}}} & = \ hfill & \ frac {v} {{f} _ {\ text{s}}}-\frac{{v}_{\text{s}}}{{f}_{\text{s}}}=\frac{v-{v}_{\text{s }}}{{f}_{\text{s}}}\hfill \\ \hfill {f}_{\text{o}}& =\hfill & {f}_{\text{s}}( \frac{v}{v-{v}_{\text{s}}}). \hfill \end{массив} [/latex]

Когда источник движется, а наблюдатель неподвижен, наблюдаемая частота равна

[латекс] {f}_{\text{o}}={f}_{\text{s}}(\frac{v} {v\mp {v}_{\text{s}}})\text{‘} [/latex]

, где [latex] {f}_{\text{o}} [/latex] — частота наблюдаемый неподвижным наблюдателем, [латекс] {f}_{\text{s}} [/латекс] — частота, создаваемая движущимся источником, v — скорость звука, [латекс] {v}_{ \text{s}} [/latex] — постоянная скорость источника, причем верхний знак указывает на приближение источника к наблюдателю, а нижний знак — на источник, удаляющийся от наблюдателя.

Что произойдет, если наблюдатель движется, а источник неподвижен? Если наблюдатель движется к стационарному источнику, наблюдаемая частота выше, чем частота источника. Если наблюдатель удаляется от стационарного источника, наблюдаемая частота ниже частоты источника. Рассмотрим наблюдателя X на (рис.), когда наблюдатель движется к стационарному источнику со скоростью [латекс] {v}_{\text{o}} [/латекс]. Источник излучает тон с постоянной частотой [латекс] {f}_{\текст{с}} [/латекс] и постоянным периодом [латекс] {Т}_{\текст{с}}. [/latex] Наблюдатель слышит первую волну, излучаемую источником. Если бы наблюдатель был неподвижен, время прохождения одной длины волны звука должно быть равно периоду источника [латекс] {T}_{\text{s}}. [/latex] Поскольку наблюдатель движется к источнику, время прохождения одной длины волны меньше, чем [latex] {T}_{\text{s}} [/latex], и равно наблюдаемому периоду [latex ] {T} _ {\ text {o}} = {T} _ {\ text {s}} – \ text {Δ} t. [/latex] В момент времени [latex] t=0, [/latex] наблюдатель начинает с начала длины волны и движется ко второй длине волны по мере того, как длина волны удаляется от источника. Длина волны равна расстоянию, пройденному наблюдателем, плюс расстояние, пройденное звуковой волной до встречи с наблюдателем:

[латекс] \begin{array}{ccc}\hfill {\lambda}_{\text{s}}& =\hfill & v{T}_{\text{o}}+{v}_{ \text{o}}{T}_{\text{o}}\hfill \\ \hfill v{T}_{\text{s}}& =\hfill & (v+{v}_{\text{ о}}) {T} _ {\ text {o}} \ hfill \\ \ hfill v (\ frac {1} {{f} _ {\ text {s}}}) & = \ hfill & (v + { v} _ {\ text {o}}) (\ frac {1} {{f} _ {\ text {o}}}) \ hfill \\ \ hfill {f} _ {\ text {o}} & = \hfill & {f}_{\text{s}}(\frac{v+{v}_{\text{o}}}{v}). \hfill \end{array} [/latex]

Рис. 17.33 Стационарный источник излучает звуковую волну с постоянной частотой [латекс] {f}_{\text{s}} [/латекс], с постоянной длиной волны [латекс] {\lambda}_{\text{s }} [/latex] движется со скоростью звука v. Наблюдатель X движется к источнику с постоянной скоростью [latex] {v}_{\text{o}} [/latex], а на рисунке показаны начальная и конечное положение наблюдателя X. Наблюдатель X наблюдает частоту выше, чем частота источника. Сплошные линии показывают положение волн при [латексе] t=0 [/латекс]. Пунктирные линии показывают положение волн в точке [латекс] t={T}_{\text{o}} [/латекс].

Если наблюдатель удаляется от источника ((Рисунок)), можно найти наблюдаемую частоту:

[латекс] \begin{array}{ccc}\hfill {\lambda }_{\text{s} } & = \ hfill & v {T} _ {\ text {o}} – {v} _ {\ text {o}} {T} _ {\ text {o}} \ hfill \\ \ hfill v {T } _ {\ text {s}} & = \ hfill & (v- {v} _ {\ text {o}}) {T} _ {\ text {o}} \ hfill \\ \ hfill v (\ frac {1}{{f}_{\text{s}}})& =\hfill & \hfill (v-{v}_{\text{o}})(\frac{1}{{f}_ {\text{o}}})\\ \hfill {f}_{\text{o}}& =\hfill & {f}_{\text{s}}(\frac{v-{v}_ {\text{o}}}{v}). \hfill \end{массив} [/latex]

Рис. 17.34 Стационарный источник излучает звуковую волну с постоянной частотой [латекс] {f}_{\text{s}} [/латекс], с постоянной длиной волны [латекс] {\lambda}_{\ text{s}} [/latex] движущийся со скоростью звука v. Наблюдатель Y удаляется от источника с постоянной скоростью [latex] {v}_{\text{o}} [/latex], а фигура показывает начальное и конечное положение наблюдателя Y. Наблюдатель Y наблюдает частоту ниже частоты источника. Сплошные линии показывают положение волн при [латексе] t=0 [/латекс]. Пунктирные линии показывают положение волн в точке [латекс] t={T}_{\text{o}} [/латекс].

Уравнения для наблюдателя, движущегося к стационарному источнику или от него, можно объединить в одно уравнение:

[латекс] {f}_{\text{o}}={f}_{\text{s}} (\frac{v±{v}_{\text{o}}}{v}), [/latex]

, где [latex] {f}_{\text{o}} [/latex] – наблюдаемая частота, [latex] {f}_{\text{s}} [/latex] – частота источника, [latex] {v}_{\text{w}} [/latex] – скорость звука, [latex] {v}_{\text{o}} [/latex] — скорость наблюдателя, верхний знак — для наблюдателя, приближающегося к источнику, а нижний — для наблюдателя, удаляющегося от источника.

(рисунок) и (рисунок) могут быть суммированы в одном уравнении (верхний знак означает приближение) и дополнительно проиллюстрировано на (рисунок):

[латекс] {f}_{\text{o}}={ f} _ {\ text {s}} (\ frac {v ± {v} _ {\ text {o}}} {v \ mp {v} _ {\ text {s}}}), [/latex]

” The fourth row contains “source moving away from observer”, “f subscript o equals f subscript s times v over v plus v subscript s”, “f subscript o equals f subscript s times v plus v subscript o over v plus v subscript s”, and f subscript o equals f subscript s times v minus v subscript o over v plus v subscript s.””>

Доплеровский сдвиг [латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v ± {v} _ {\ text {o}}} {v \ mp { v}_{\text{s}}}) [/латекс]	Стационарный наблюдатель	Наблюдатель движется к источнику	Наблюдатель удаляется от источника
Стационарный источник	[латекс] {f}_{\text{o}}={f}_{\text{s}} [/латекс]	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v + {v} _ {\ text {o}}} {v}) [/ латекс]	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v- {v} _ {\ text {o}}} {v}) [ /латекс]
Источник движется к наблюдателю	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v} {v- {v} _ {\ text {s}}}) [ /латекс]	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v + {v} _ {\ text {o}}} {v- {v} _{\text{s}}}) [/латекс]	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v- {v} _ {\ text {o}}} {v- {v }_{\text{s}}}) [/латекс]
Источник удаляется от наблюдателя	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v} {v + {v} _ {\ text {s}}}) [/ латекс]	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v + {v} _ {\ text {o}}} {v + {v} _ {\text{s}}}) [/латекс]	[латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v- {v} _ {\ text {o}}} {v + {v} _{\text{s}}}) [/латекс]

где [латекс] {f}_{o} [/латекс] — наблюдаемая частота, [латекс] {f}_{s} [/латекс] — исходная частота, [латекс] {v}_ {w} [/latex] — скорость звука, [latex] {v}_{o} [/latex] — скорость наблюдателя, [latex] {v}_{s} [/latex] — скорость звука. скорость источника, верхний знак соответствует приближению, а нижний — удалению.

Эффект Доплера связан с движением, и видео поможет визуализировать эффекты движущегося наблюдателя или источника. В этом видео показаны движущийся источник и неподвижный наблюдатель, а также движущийся наблюдатель и неподвижный источник. Также обсуждается эффект Доплера и его применение к свету.

Пример

Расчет доплеровского сдвига

Предположим, поезд с рупором на 150 Гц движется со скоростью 35,0 м/с в неподвижном воздухе в день, когда скорость звука составляет 340 м/с.

а) Какие частоты наблюдает человек, стоящий на обочине пути, при приближении поезда и после его прохождения?

(b) Какую частоту наблюдает машинист, едущий в поезде?

Стратегия

Чтобы найти наблюдаемую частоту в (а), мы должны использовать [латекс] {f} _ {\ text {obs}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v} {v\mp {v}_{\text{s}}}) [/latex], потому что источник движется. Знак «минус» используется для приближающегося поезда, а знак «плюс» — для удаляющегося поезда. В (b) есть два доплеровских смещения — одно для движущегося источника и другое для движущегося наблюдателя.

Решение

1. Введите известные значения в [латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v} {v- {v} _ {\ text { с}}}): [/латекс]

   [латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v} {v- {v} _ {\ text {s}}}) = (150\,\text{Гц})(\frac{340\,\text{м/с}}{340\,\text{м/с}-35,0\,\text{м/с}}). [/латекс]

   Рассчитайте частоту, наблюдаемую неподвижным человеком при приближении поезда:

   [латекс] {f}_{\text{o}}=(150\,\text{Гц})(1.11)=167\,\text{Гц}\text{.} [/latex]

   Используйте то же уравнение со знаком плюс, чтобы найти частоту, слышимую неподвижным человеком при удалении поезда:

   [латекс] {f} _ {\ text {o}} = {f} _ {\ text {s}} (\ frac {v} {v + {v} _ {\ text {s}}}) = ( 150\,\text{Гц})(\frac{340\,\text{м/с}}{340\,\text{м/с}+35,0\,\text{м/с}}). [/латекс]

   Вычислить вторую частоту:

   [латекс] {f}_{\text{o}}=(150\,\text{Гц})(0,907)=136\,\text{Гц}\text{. } [/latex]

2. Определить известные:
   • Кажется разумным, что инженер получит ту же частоту, что и рупор, потому что относительная скорость между ними равна нулю.
   • Относительно среды (воздуха) скорости равны [латексу] {v}_{\text{s}}={v}_{\text{o}}=35,0\,\text{м/с}\ текст{.} [/латекс]
   • Первое доплеровское смещение для движущегося наблюдателя; второй для движущегося источника.

   Используйте следующее уравнение:

   [латекс] {f} _ {\ text {o}} = [{f} _ {\ text {s}} (\ frac {v ± {v} _ {\ text {o}}} {v}) ] (\ frac {v} {v \ mp {v} _ {\ text {s}}}). [/латекс]

   Величина в квадратных скобках представляет собой частоту, сдвинутую Доплером из-за движущегося наблюдателя. Фактор справа — это эффект движущегося источника.

   Поскольку машинист движется в направлении к звуковому сигналу, мы должны использовать знак плюс для [латекса] {v}_{\text{obs}}; [/latex] однако, поскольку рупор также движется в направлении от инженера, мы также используем знак плюс для [latex] {v}_{\text{s}}. [/latex] Но поезд везет машиниста и гудок с одинаковой скоростью, поэтому [латекс] {v}_{\text{s}}={v}_{\text{o}}. [/latex] В результате все, кроме [latex] {f}_{\text{s}} [/latex] отменяется, что дает

   [латекс] {f}_{\text{o}}={f}_{\text{s}}. [/латекс]

Значение

Для случая, когда источник и наблюдатель не движутся вместе, рассчитанные числа действительны, когда источник (в данном случае поезд) находится достаточно далеко, чтобы движение происходило почти вдоль линии, соединяющей источник и наблюдатель. В обоих случаях сдвиг значителен и легко заметен. Обратите внимание, что сдвиг составляет 17,0 Гц для движения вперед и 14,0 Гц для движения назад. Сдвиги не симметричны.

Для машиниста, едущего в поезде, мы можем ожидать, что частота не изменится, поскольку источник и наблюдатель движутся вместе. Это соответствует вашему опыту. Например, нет доплеровского сдвига частоты разговоров водителя и пассажира на мотоцикле. Люди, разговаривающие, когда ветер перемещает воздух между ними, также не наблюдают в своем разговоре доплеровского сдвига. Важным моментом является то, что источник и наблюдатель не движутся друг относительно друга.

Проверьте свое понимание

Опишите ситуацию в вашей жизни, когда вы могли бы положиться на доплеровский сдвиг, чтобы помочь вам, когда вы ведете машину или идете рядом с транспортным потоком.

Показать решение

Эффект Доплера и сдвиг Доплера имеют множество важных применений в науке и технике. Например, доплеровский сдвиг в ультразвуке можно использовать для измерения скорости кровотока, а полиция использует доплеровский сдвиг в радаре (микроволне) для измерения скорости автомобиля. В метеорологии доплеровский сдвиг используется для отслеживания движения грозовых облаков; такой «доплеровский радар» может определить скорость и направление дождя или снега на погодном фронте. В астрономии мы можем исследовать свет, излучаемый далекими галактиками, и определять их скорость относительно нашей. По мере того, как галактики удаляются от нас, их свет смещается в сторону более низкой частоты и, следовательно, в сторону большей длины волны — так называемое красное смещение. Такая информация от далеких-далеких галактик позволила нам оценить возраст Вселенной (с момента Большого взрыва) примерно в 14 миллиардов лет.

Резюме

• Эффект Доплера — это изменение наблюдаемой частоты звука из-за движения источника или наблюдателя.
• Фактическое изменение частоты называется доплеровским сдвигом.

Концептуальные вопросы

Доплеровский сдвиг реален или это просто сенсорная иллюзия?

Три стационарных наблюдателя наблюдают доплеровское смещение от источника, движущегося с постоянной скоростью. Наблюдатели располагаются, как показано ниже. Какой наблюдатель будет наблюдать наибольшую частоту? Какой наблюдатель будет наблюдать самую низкую частоту? Что можно сказать о частоте, наблюдаемой наблюдателем 3?

Показать ответ

Ниже показаны стационарный источник и движущиеся наблюдатели. Опишите частоты, наблюдаемые наблюдателями для этой конфигурации.

До 1980 года синоптики использовали обычный радар. В 1960-х синоптики начали экспериментировать с доплеровским радаром. Как вы думаете, в чем преимущество использования доплеровского радара?

Показать решение

Задачи

(a) Какую частоту воспринимает человек, наблюдающий за приближающейся машиной скорой помощи, движущейся со скоростью 110 км/ч и излучающей устойчивый звук сирены частотой 800 Гц? Скорость звука в этот день 345 м/с. б) Какую частоту она получает после того, как проехала машина скорой помощи?

Показать решение

(a) На авиашоу реактивный самолет летит прямо к трибунам со скоростью 1200 км/ч, излучая частоту 3500 Гц, в день, когда скорость звука составляет 342 м/с. Какая частота принимается наблюдателями? б) Какую частоту они получают, когда самолет летит прямо от них?

Какую частоту принимает мышь непосредственно перед тем, как ястреб летит на нее со скоростью 25,0 м/с и издает визг частотой 3500 Гц? Примем скорость звука равной 331 м/с.

Показать решение

Зритель на параде слышит тон 888 Гц от приближающегося трубача, который играет ноту 880 Гц. С какой скоростью приближается музыкант, если скорость звука 338 м/с?

Пригородный поезд гудит в 200-Гц рожок, приближаясь к переезду. Скорость звука 335 м/с. (a) Наблюдатель, ожидающий на перекрестке, принимает частоту 208 Гц. Какова скорость поезда? б) Какую частоту получает наблюдатель при удалении поезда?

Показать решение

Можете ли вы ощутить изменение частоты, возникающее, когда вы тянете на себя камертон со скоростью 10,0 м/с в день, когда скорость звука составляет 344 м/с? Чтобы ответить на этот вопрос, рассчитайте коэффициент, на который смещается частота, и посмотрите, больше ли он 0,300%.

Два орла летят прямо навстречу друг другу, первый со скоростью 15,0 м/с, а второй со скоростью 20,0 м/с. Оба визжат, первый издает частоту 3200 Гц, а второй – частоту 3800 Гц. Какие частоты они принимают, если скорость звука 330 м/с?

Показать решение

Ученик A бежит по коридору школы со скоростью [латекс] {v}_{\text{o}}=5,00\,\text{м/с,} [/латекс] неся звон Камертон 1024,00 Гц в сторону бетонной стены. Скорость звука [латекс] v=343.00\,\текст{м/с}\текст{.} [/латекс] Студент B стоит неподвижно у стены. (a) Какую частоту слышит учащийся B ? (b) Какова частота ударов, которую слышит учащийся A ?

Машина скорой помощи с ревущей [латексной] (f=1.00\text{кГц}) [/латексной] сиреной приближается к месту аварии. Машина скорой помощи движется со скоростью 70,00 миль в час. Медсестра приближается к месту происшествия с противоположной стороны, бежит со скоростью [латекс] {v}_{o}=7.00\,\text{м/с}\text{.} [/latex] Какую частоту наблюдает медсестра? Предположим, что скорость звука равна [латекс] v=343,00\,\текст{м/с}\текст{.} [/латекс]

Показать решение

Частота сигнала сирены скорой помощи составляет 900 Гц, и она приближается к вам.