Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Accueil l'île de la physique - chimie Forum de physique - chimieListe de tous les forums de physique - chimie LycéeOn parle exclusivement de physique/chimie, niveau lycée. TerminaleForum de terminale PhysiqueTopics traitant de Physique [tout]Lister tous les topics de physique - chimie
Niveau terminale
Partager :

cinémomètre doppler

Posté par
gourcuff0ol 27-10-14 à 21:21

Bonjour il y a  deux questions que je n'arrive pas à faire
J'espère que vous aller pouvoir m'aider
voici l'énoncé:
Un cinémomètre (appellation légale du radar routier) est un couple émetteur-récepteur d'ondes électromagnétiques. Un oscillateur (Osc) crée un signal sinusoïdal de fréquence fe envoyé sur une antenne qui émet des ondes électromagnétiques à la même fréquence et sur l'entrée d'un multiplieur de tensions. Les ondes viennent frapper les parties métalliques de la carrosserie du véhicule qui avance vers le radar à la vitesse vd et une partie des ondes réfléchies à la fréquence fd par ce dernier est recueillie par l'antenne réceptrice du cinémomètre. Le signal reçu à la fréquence fr est envoyé sous la forme d'une tension sinusoïdale de même fréquence à la seconde entrée du multiplieur.
Un filtre passe-bas de fréquence de coupure égale à 400 Hz filtre la tension issue de la multiplication ; un fréquencemètre affiche la fréquence de la tension issue du filtrage.

1. Quel est l'effet exploité par le cinémomètre ?
pas de problème pour celle la

2.2. Quelles relations existent entre fe et fd d'une part et entre fd et fr d'autre part ?
pareil aucun problème

3. Quel est l'origine physique de l'onde réfléchie par le véhicule ?
Alors ici je ne voit ce qu'il faut mettre

4. Quelles sont les fréquences présentes dans le signal issu du multiplieur ?
pas de problème pour celle-la

5. Quelle doit être la valeur de la fréquence fe pour que la fréquence donnée par le fréquencemètre ait la même valeur numérique que la vitesse du véhicule exprimée en km/h, afin que soit épargnée au gendarme une problématique conversion ?
c'est cette question qui me pose le plus de problème
Dans le 2 on connait fr et fd donc je remplace fd dans fr ce qui me donne:
fr=[((1+(vd/c))/((1-(vd/c))]*fe on sait aussi que fr doit etre egal a vd
donc j'ai essayé de factoriser mais ça m'a rien donné

Merci d'avance

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 28-10-14 à 08:48

Bonjour,

Un chemin possible :
. exprimer vd en fonction de c, fe et fr
. exprimer f = fr - fe en fonction de vd, c et (fr+fe)
. faire une approximation et exprimer f en fonction de vd, c et fe

Il est alors facile de trouver fe pour que la valeur numérique de f soit la même que celle de vd quand vd est exprimée en kilomètres par heure.

Posté par
gourcuff0olcinémomètre doppler 28-10-14 à 12:46

Merci de votre réponse
Je vais essayer de faire ce que vous m'avez dit!

Posté par
gourcuff0olcinémomètre doppler 28-10-14 à 14:34

Bonjour, pour Vd j'ai trouvé (c*(fr-fe))/(fe+fr)
avez vous ça?
Je n'arrive pas a exprimer \Deltaf en fonction de Vd,c et fe +fr

Une petite idée pour la question 3 ?
Merci d'avance

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 28-10-14 à 14:55

Oui, mais continue !

f = fr - fe

vd = c.f / (fr + fe)
donc...
f = ...

et pour l'approximation, tu considéreras que fr et fe sont deux fréquences très voisines...

Posté par
gourcuff0olcinémomètre doppler 28-10-14 à 15:10

d'accord merci
c'etait facile en fait j'avais remplacé fr par la formule général :/

et pour la 3?
Merci

Posté par
gourcuff0olcinémomètre doppler 28-10-14 à 15:25

Du coup j'ai fe=(c*\Delta)/(2*Vd)
               =c/2  car \Delta et Vd ont la meme valeur
               =340/2=170 Hz  
C'est ça?

Posté par
gourcuff0olcinémomètre doppler 28-10-14 à 15:26

j'ai oublié les f après \Delta

Posté par
gourcuff0olcinémomètre doppler 28-10-14 à 16:28

C'est plutot fe=c*3.2/2
               =(3.00*10^8)*3.2/2
               =5.4*10^8 Hz

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 28-10-14 à 17:28

Oh là là...

v_d\;=\;c.\dfrac{\Delta f}{f_r\,+\,f_e}
donc
\Delta f\;=\;\dfrac{v_d}{c}.(f_r\,+\,f_e)

Mais (et on justifiera à la fin cette approximation) on peut admettre que f_r\,+\,f_e\; \approx\;2.f_e
si bien que:
\Delta f\;=\;\dfrac{v_d}{c}.2.f_e

On cherche la fréquence fe
f_e\;=\;\dfrac{c.\Delta f}{2.v_d}

c étant exprimé en mètres par seconde, vd doit lui aussi être exprimé en mètres par seconde.
fe et f sont tous deux exprimés en hertz

Pour exprimer la vitesse en kilomètres par heure, on pose v_d\;=\;\dfrac{v_k}{3,6}

si bien que l'expression de la fréquence devient :

f_e\;=\;\dfrac{c.\Delta f.3,6}{2.v_k}

Si les valeurs numériques de f (en hertz) et de vk (en kilomètres par heure) sont égales alors
f_e\;=\;\dfrac{c.3,6}{2}\, \times\,1\;=\;1,8.c

Il faut donc que la fréquence d'émission soit de 540 MHz

Justification de l'approximation :
Le filtre passe-bas fait que f < 400 Hz
Donc l'écart relatif entre fe et fr est inférieur au millionième.

Posté par
gourcuff0olcinemometre doppler 29-10-14 à 14:00

Merci de m'avoir aidé
Maintenant j'ai compris ce qu'il faut faire pour cette question!
Bonne journée!

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 29-10-14 à 14:05

Je t'en prie.
À une prochaine fois !

Posté par
gourcuff0olcinémomètre doppler 02-11-14 à 13:51

Bonjour, je viens de remarquer qu'il y a une chose que je n'ai pas compris ...
Pourquoi les valeurs numériques de Deltaf et de vk sont égales?
moi j'aurais remplacé Deltaf par fr
Bonne journée!

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 02-11-14 à 15:06

Il te faut peut-être relire l'énoncé...

Citation :
5. Quelle doit être la valeur de la fréquence fe pour que la fréquence donnée par le fréquencemètre ait la même valeur numérique que la vitesse du véhicule exprimée en km/h, afin que soit épargnée au gendarme une problématique conversion ?


Posté par
gourcuff0olcinemometre doppler 02-11-14 à 18:12

Merci de votre réponse!
Mais je pense que vous n'avez pas compris ce que je demande
Ce que je n'ai pas compris c'est pourquoi en sortie du fréquencemetre il y a \deltaf et pas fr ?

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 02-11-14 à 18:14

En effet, je ne comprends pas

Posté par
gourcuff0olcinemometre doppler 02-11-14 à 20:34

Il y a écrit: «Le signal reçu à la fréquence fr est envoyé sous la forme d'une tension sinusoïdale de même fréquence à la seconde entrée du multiplieur.
Un filtre passe-bas de fréquence de coupure égale à 400 Hz filtre la tension issue de la multiplication ; un fréquencemètre affiche la fréquence de la tension issue du filtrage.
»
Du coup je pensais que la valeur donnée par le fréquencemètre était fr

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 02-11-14 à 20:37

J'espère que tu sais faire la différence entre un signal à environ 540 MHz et le signal issu du filtre passe-bas à moins de 400 Hz

Posté par
gourcuff0olcinemometre doppler 02-11-14 à 22:40

Je crois avoir compris
Merci pour vos réponses
Bonne soirée

Posté par
Coll Moderateurre : cinémomètre doppler 03-11-14 à 07:34

Je t'en prie.
Bonne reprise !

Posté par
PrepaMPSIre 28-10-15 à 18:00

Bonjours, actuellement en prépa je suis confronté au même exercice.
Cependant je ne comprends pas pourquoi Vd=c*(deltaF/(Fr+Fe))
Je n'arrive pas à savoir d'ou sort le FR au dénominateur


Rechercher
Menu
Espace membre
Changer d'île
Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :

Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !