Bonjour à tous,
J'ai un DM de physique à rendre pour la semaine prochaine et il y a un exercice sur lequel je bloque.
voici l'énoncé :
La valeur de la vitesse d'un émetteur (E) s'éloignant d'un observateur immobile (B) peut être calculée par effet Doppler. On se propose de retrouver la relation liant les diverses grandeurs mises en jeu :
-f(e) est la fréquence du signal produit par l'émetteur
-f(b) est la fréquence du signal reçu par l'observateur
-V est la valeur de la vitesse de l'onde
-V(e) est la valeur de la vitesse de l'émetteur.
les valeurs des vitesses sont mesurées dans un référentiel terrestre et V(e)<<V.
voici les questions avec mes essais de réponses :
1) a la date t=0, E est à la distance d de B et émet une onde. exprimer littéralement la date t1 au vout de laquelle le signal est perçu par B
réponse :t1= d/V
2) a) déterminer l'expression de la distance d(e) parcourue par l'émetteur pendant la période T(e) du signal émis.
réponse : d(e)=V*T(e)
b) a la date T(e), quelle est la distance entre E et B ?
réponse : d+d(e) est la distance entre E et B
c) a la date T(e), l'émetteur émet de nouveau une onde. A quelle date t2 l'observateur reçoit-il cette onde ?
réponse : t2=(d+d(e))/V
3) Quelle est la durée T(b) séparant deux signaux consécutifs captés par l'observateur? que représente T(b) ?
réponse : T(b) = t2-t1. T(b) représente la durée écoulée entre deux signaux : cest la périodicité temporelle.
4) a) exprimer la relation liant f(b), f(e), V et V(e) dans cette situation
réponse : V(e) = V*[(f(e)-f(b))/f(b)]
b)Quelle est l'expression littérale de la valuer de la vitesse V(e) de l'émetteur ?
réponse : V(e) = V*[1/T(e)-1/T(b)]/[1/T(b)]
voilà merci beaucoup à celui qui prendra le temps de m'aider.
bonne soirée
Bonjour,
Je vois au moins deux erreurs dans ce que tu proposes. Mais je pense que tu vas pouvoir les corriger facilement.
Question 1 :
Oui
t1 = d / V
Question 2a :
Non.
Erreur d'inattention ? Erreur de frappe ?
Je pense que tu peux corriger très facilement.
Question 2b :
Oui
Question 2c :
Non...
À la question 1, quand le signal est émis à t = 0, alors il est reçu à t1 = d / V
Mais à cette question le signal est émis à t = Te
Il est donc reçu à t2 = ...
Question 3
Oui
Tb = t2 - t1
Tb est la période du signal reçu par l'observateur immobile. La fréquence de ce signal sera donc fb = 1 / Tb
Questions 4a et 4b
Il faudra reprendre ces questions une fois les réponses aux questions 2a et 2c corrigées.
Tout d'abord merci beaucoup pour cette réponse,
alors pour la question 2a, je pense que c'est plutôt d(e)=V(e)/T(e)
pour la question 2c :
si on applique la formule t2=d/V mais la distance a changé entre la date t=0 et la date T(e) ...
je pense qu'il faut utiliser T(e)... mais pourriez-vous me donner un peu plus d'indices ?
Oui pour la question 2a.
Exemple :
Un signal est émis à t = 0 et met une minute pour te parvenir ; il arrive donc à t1 = 1 minute
Un signal est émis à t = 5 minutes et met 2 minutes pour te parvenir ; il arrive donc à t2 = ... minutes
_____________
Alors, que vaut pour cet exercice t2 ?
Bien sûr que dans cet exemple ce serait 5 + 2 = 7 minutes !
__________
Alors, dans l'exercice maintenant (ce n'est pas plus difficile), que vaut t2 ?
Tu ne te trompes pas !
Alors maintenant il faut reprendre les dernières questions avec ces nouvelles valeurs pour d(e) et t2
ok par contre je n'ai pas vraiment compris la différence entre ces deux dernières questions.
pour la 4a :
si on prend la formule apprise du cours on a
V(e)=V*[(f(e)-f(b))/f(b)] et donc je peux remplacer f(b) et f(e) par f(b)=1/T(b) et f(e)=1/T(e) mais je n'utilise pas les valeurs de d(e) et t2....
pourrais-tu encore me donner des indices ?
À la question 4 tu dois redémontrer les formules du cours, donc tu n'as pas à les utiliser !
4a) il est assez facile d'exprimer maintenant f(b) en fonction de f(e), V et V(e)
4b) avec la relation démontrée en 4a et un peu d'algèbre, tu exprimes cette fois V(e) en fonction de V, f(e) et f(b)
Bien sûr cela doit redonner les mêmes formules que dans le cours, mais avec des notations assez différentes.
alors j'ai essayé de faire un truc :
pour la question 4a
je suis partie de f(b)=1/T(b)
j'ai remplacé T(b) par t2-t1 et ensuite t2 par T(e)+[d(e)+d]/V] et au final cela donne
f(b)=1/[(1/f(e))+(d(e)/V]
mais le seul problème c'est que je n'ai pas V(e) dans la relation...
Tu n'as pas V(e) parce que tu as encore conservé d(e)
Il faut remplacer d(e) par sa valeur (c'est à cela que sert la question 2a...)
bonjour
alors grâce à votre aide je crois avoir trouvé la réponse pour la 4a et la 4b :
pour la 4a : j'obtiens comme résultat final
f(b)= [V*f(e)]/[V+V(e)]
grâce à cela, j'ai exprimé, comme vous me l'aviez dit, V(e) en fonction d f(e), f(b) et V
et donc j'obtiens V(e) = V*[f(e)-f(b)]/f(b)
cela me paraît possible puisque c'est la formule du cours...
Ais-je bien fait ?
Ta question de 19 h 47 :
Parce que dans cet exercice on ne considère que le cas de la source qui s'éloigne de l'auditeur.
_____________
Je ne comprends pas ce que tu as voulu dire à 19 h 49
puisque mon énoncé, on s'approche, alors c'est peut être pas d+de, mais d-de, vue que d est moins grand....
c'est logique en fait, la distance d est réduite par l'avancée de....
Bonjour, j'aimerais être un peu plus éclairée pour la question 4)a. SVP.
Je trouve bien le resultat posté par Mathilde38, mais il ne correspond pas à la formule de mon cours :
f(a)=f(e).[1+(v(e))/c]
avec f(a): la frequence percue par l'observateur
f(e): la frequence émise par l'emeteur
v(e):la vitesse de l'emetteur
c: la célérité de l'onde
En effet, lorsque je développe cette formule si je ne me trompe pas je trouve f(a)=[f(e).(v(e)+v)]/v
Qu'est ce que je dois faire?? EST-CE QUE QUELQU'UN PEUT M'AIDER SVP??
Bonsoir,
La "formule de ton cours" correspond à un autre cas
Elle correspond au cas où l'observateur se déplace vers la source avec la vitesse v(e)
merci beaucoup de m'avoir repondu, mais justement il est clairement precise ds mon cours: "considerons une sce qui se deplace à la vitesse v(e) d'un recepteur fixe... je suis vraiment perdue
La formule générale est la suivante :
: fréquence reçue par le récepteur
: fréquence émise par la source
À la condition de compter positivement une vitesse orientée dans le sens de propagation des ondes et négativement une vitesse orientée en sens opposé.
En utilisant les modules des vitesses
: vitesse de la source
: vitesse du récepteur
on peut appliquer la formule générale aux cas suivants :
1) la source est immobile
1a) le récepteur est immobile
1b) le récepteur se rapproche de la source
1c) le récepteur s'éloigne de la source
2) la source se déplace vers le récepteur
2a) le récepteur est immobile
2b) le récepteur se rapproche de la source
2c) le récepteur s'éloigne de la source
3) la source s'éloigne du récepteur
3a) le récepteur est immobile
3b) le récepteur se rapproche de la source
3c) le récepteur s'éloigne de la source
Sauf erreur...
tout s'explique maintenant!!! mais j'ai toujours un problème... mon prof risque de me reprocher de n'avoir pas utiliser son cours??? se serait-elle trompée?? car les deux formules (celle de mon prof et celle que vs m'avez donné) ne semblent pas être les mêmes!!! je me trompe??
PS: merci pr les formules
bon bin je verrai avec la prof...
UN GRAND MERCII ENCORE POUR VOS EXPLICATIONS!!! C'etait tres sympa... Bonne soirée
Début d'une période à t = 0
à cet instant t = 0 la distance entre l'émetteur E et l'observateur B est d
puisque l'onde se propage à la vitesse V
l'observateur reçoit ce début de période à l'instant t1 = d / V
_____________
Début de la période suivante à t = T(e)
à cet instant l'émetteur s'est déplacé et n'est plus à la distance d
l'énoncé dit qu'il s'est éloigné
puisqu'il s'est éloigné pendant une durée T(e) et qu'il se déplace à la vitesse V(e) il a bougé de d(e) = V.T(e)
si bien qu'il est maintenant à la distance d + d(e) = d + V.T(e) de l'observateur
Ce début de seconde période va parvenir à l'observateur en [d + V.T(e)] / V
comme ce signal est parti à l'instant T(e) et qu'il met une durée [d + V.T(e)] / V pour parvenir à l'observateur, il lui parvient à l'instant t2 tel que
t2 = T(e) + [d + V.T(e)] / V = T(e) + [d + d(e)] / V
D'accord ?
Je pense avoir compris merci bcp pour ces expliquations !
Vue que dans mon énoncé l'émetteur s'approche d'un observateur immobile t2= T(e) + [d-d(e)]/v ?
Angelique >>
Si je comprends ton exercice pour lequel l'observateur serait immobile et la source se rapprocherait... tu devrais trouver le cas 2a de mon message ci-dessus (du 7/11 à 21 h 18)
Oui vous avez bien compris mais je trouve autre chose ...
FA= 1/TA = 1/ t2-t1
FA=1 /[(T(e)+(d-d(e)-d)/v]
FA= v/(T(e)-d(e))
FA=V/[(1/f(e))-(1/f(e)*V(e))]
FA= V/(1-V(e))/(f(e))
FA= V*f(e)/ (1-v(e))
FA= f(e)(v/1-v(e))
TA = t2 - t1
TA = T(e) + (d - v(e).T(e))/v - d/v
TA = T(e) + d/v - v(e).T(e)/v - d/v
TA = T(e) - v(e).T(e)/v
TA = T(e).[1 - v(e)/v]
TA = T(e).[v - v(e)]/v
FA = F(e).v/[v - v(e)]
Bonsoir à tous
Je bute sur la question 2c).
J'ai lu vos réponses et je comprends le raisonnement des "5+2minutes = 7 minutes" mais je ne vois pas le lien avec l'exercice ! Je ne comprends pas l'apparition du Te dans l'expression de t2...
Pour la question 1): à la date t=0 l'émetteur se situe à une distance d du récepteur. Le signal émis parcourt donc la distance d avec une vitesse V pour arriver jusqu'aux oreilles du récepteur. Il mettra donc un temps t1=d/V pour arriver au récepteur.
Pour la question 2c) et avec le même type de raisonnement(sachant que dans mon énoncé la voiture se rapproche) : à la date t=T(e), l'émetteur se situe à une distance d-d(e) du récepteur.Le nouveau signal émis parcourt donc la distance d-d(e), avec une vitesse V pour arriver jusqu'au récepteur. Pour moi on aurait donc t2 = [d-d(e)]/V.
Ou est ce que ça cloche ?! Je désespère de ne pas trouver Merci d'avance pour le coup de main !
Bonjour,
Ce serait bien de voir le lien avec l'exercice !
Un signal est émis à t = 0 s et met deux minutes pour arriver à un observateur : il arrive à t1 = 2 min
Un second signal est émis une heure plus tard et ne met qu'une seule minute pour arriver au même observateur. Aucun doute, il n'arrive pas à t2 = 1 min mais à t2 = 1 h 1 min !
______________
Il faut tenir compte non seulement de la durée de propagation mais aussi de l'instant de départ pour connaître l'instant d'arrivée.
Désolée je n'ai pas été tres claire, l'énoncé est en fait exactement le même à cette phrase prêt : "La valeur de la vitesse d'un émetteur (E) se rapprochant d'un observateur immobile (A) peut être calculée par effet Doppler. On se propose de retrouver la relation liant les diverses grandeurs mises en jeu".
En tout cas merci beaucoup pour l'explication j'ai enfin compris ! Le signal est émis T(e) secondes plus tard, donc pour connaitre son temps d'arrivée il faut prendre en compte ce temps T(e) + le temps que mettra le signal à parcourir la distance qui le sépare de l'observateur immobile. Merci encore !! Bonne journée
Bonjour, j'ai un gros problème pour le 4) a)
je le retourne dans tous les sens mais ca ne marche pas.
En regardant ce que vous avez écrit je ne comprend pas ce passage :
TA = T(e) + v(e).T(e)/v
TA = T(e).[1 + v(e)/v]
Merci de votre aide
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