P 157: (Auf) Alle Fälle Schall (K), aktualisiert 22.3.

 33. Was kann bei Schall alles passieren?

Mit einer Simulation (Schallgeschwindigkeit c = 300 m/sec) wollen wir systematisch die folgenden Fälle untersuchen:

Geschwindigkeit des Senders unter der Schallgeschwindigkeit: vs < c:

 

Variiert die Bewegung des Senders, vom Empänger weg, auf den Empfänger zu.

Dann variiert zusätzlich die Bewegung des Empfängers, ebenfalls auf den Sender  zu, von ihm weg, mit beliebigen Geschwindigkeiten.

Schreibt euch auf, was ihr seht und dann was der Empfänger hören würde.

 

Geschwindigkeit des Senders gleich  der Schallgeschwindigkeit: vs = c:

 

Variiert die Bewegung des Senders, vom Empänger weg, auf den Empfänger zu.

Dann variiert zusätzlich die Bewegung des Empfängers, ebenfalls auf den Sender zu, von ihm weg, mit beliebigen Geschwindigkeiten.

 

Schreibt euch auf, was ihr seht und dann was der Empfänger hören würde.

 Was ist der Unterschied?

Der Sender haut mit Schallgeschwindigkeit ab, der Empfänger haut mit Schallgeschwindigkeit ab?

 

Geschwindigkeit des Senders über  der Schallgeschwindigkeit: vs > c:

Variiert die Bewegung des Senders, vom Empänger weg, auf den Empfänger zu.

 

Dann variiert zusätzlich die Bewegung des Empfängers, ebenfalls auf den Sender  zu, von ihm weg, mit beliebigen Geschwindigkeiten.

Schreibt euch auf, was ihr seht und dann was der Empfänger hören würde.

Könnt ihr klar erkennen, woran man merkt, dass es nicht (!) auf die Relativgeschwindigkeit ankommt, sondern man unterscheiden muss, ob sich Empfänger oder Sender bewegt?

Könnt ihr einen Fall angeben, der das besonders herausstellt?

Könnt ihr erkennen, was man mit Überschallknall meint?

Was ist der Machsche Kegel?

Könnt ihr eine Formel für den halben Öffnungswinkel  α desMachschen Kegels begründen?

 sin α  = c/vs , dabei ist vs > c die Geschwindigkeit des Senders?

Bei Licht werden wir lernen, dass es nur auf die Relativgeschwindigkeit ankommt. Auch da gibt es eine Bewegung mit Überlichtgeschwindigkeit des Senders. Überlegt mal wann und warum das nicht die Relativitätstheorie widerlegt (Nichts kann so schnell sein wie Licht, außer Licht).

Und nun zur Simulation:

Dopplereffekt-Simulation bei Schall