Estudio del Efecto Doppler usando Smartphones

Contenido principal del artículo

José Luis Di Laccio Caceres
Luis Gerardo Gerardo Vitale
Rodrigo Alonso Suárez
Nicolás Pérez
Salvador Gil

Resumen

En este artículo estudiamos cuantitativamente las características básicas del efecto Doppler usando un péndulo y dos teléfonos inteligentes (smartphones). Los smartphones, colocados como bulbo de un péndulo, se utilizan: uno para la medición de su velocidad angular y el otro como emisor de una señal sonora de una frecuencia fija (monocromática). El primer smartphone también se usa para grabar la señal de audio desde un sistema solidario al emisor. Un segundo micrófono fijo y conectado a una PC, graba la señal sonora desde un sistema de referencia fijo al laboratorio. De este modo podemos comparar las señales de audio, medidas por dos observadores, uno en reposo y el otro en movimiento respecto de la fuente, simultáneamente. Se desarrolla un modelo teórico sencillo que permite explicar cuantitativamente los datos observados. El experimento es de muy bajo costo y conceptualmente simple, y permite mostrar algunos aspectos de la relatividad de medición en un laboratorio de enseñanza o en el hogar.

Palabras clave: Efecto Doppler; smartphone; relatividad.

Study of Doppler Effect using Smartphones This article studies quantitatively the basic characteristics of the Doppler Effect using a pendulum and two Smartphones

The two Smartphones, act as the bulb of the pendulum: one of them measures the angular velocity and the second as a source of a sound signal of a fixed frequency (monochromatic signal). The first Smartphone is also used to record the audio signals from the same frame of reference as the source. A second microphone connected to a PC, records the sound signal from a system of reference fixed to the laboratory. Thus we can compare audio signals, measured by two observers, one at rest and the other moving with respect to the source, simultaneously. It is possible to develop a simple theoretical model to explain the observed data quantitatively. In addition this experiment is very low cost and conceptually simple. It allows exploring some basic aspects of the theory of relativity in a teaching laboratory for beginners or at home.

Keywords: Doppler Effect; smartphone; relativity.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Cómo citar
Di Laccio Caceres, J. L., Vitale, L. G. G., Alonso Suárez, R., Pérez, N., & Gil, S. (2017). Estudio del Efecto Doppler usando Smartphones. Revista Eureka Sobre Enseñanza Y Divulgación De Las Ciencias, 14(3), pp. 637-646. Recuperado a partir de https://revistas.uca.es/index.php/eureka/article/view/3588
 
Sección
Ciencia recreativa
Biografía del autor/a

José Luis Di Laccio Caceres, Departamento de física del CeRP del Litoral y Departamento de Física del CENUR

Profesor de física en formación de profesores

Citas

Aoki K., Mitsui T.,Yamamoto Y. (2009) Direct quantitative measurements of Doppler effects for sound sources with gravitational acceleration. Inédito.

Audacity (2017) Audacity.

Auger F., Flandrin P., Gonçalvès P., Lemoine O. (1996) Time-Frequency Toolbox, For Use with MATLAB. CNRS (Francia) - Rice University (USA).

Bachman R. A. (1982) Relativistic acoustic Doppler effect. American Journal of Physics 50, 816-818.

Carr J. J. (2009) Teaching Special Relativity. The Physics Teacher 47, 485.

Chakarvarti S. K. (1981) The Doppler effect: A simple analogy and demonstration. The Physics Teacher 19, 320.

Di Laccio J. L., Ferrón M., Gil S., Alonso-Suárez R. (2017). Efecto Doppler: ¿Cómo tenemos evidencia de su existencia? Revista Novedades Educativas 316, 64-70.

Drake S. P., Purvis A. (2014) Everyday relativity and the Doppler effect. American Journal of Physics 82, 52-59.

Fernandes A. C. P., Auler L. T. S., Huguenin J. A. O., Balthazar W. F. (2016) Efeito Doppler com tablet e smartphone. Revista Brasileira de Ensino de Física 38 (3), e3504.

Gibbs K. (2013) Schoolphysics. The Doppler Effect, Fig. 2.

Gil S. (2014) Experimentos de Física usando TIC y elementos de bajo costo. Buenos Aires. Alfaomega.

Gil S., Di Laccio J. L. (2017) Smartphone: una herramienta de laboratorio y aprendizaje: laboratorios de bajo cosoto para el aprendizaje de las ciencias. Latin American Journal of Physics Education 11, 1305.

Horowitz P., Hill W. (2015) The Art of Electronics, 3rd ed. Cambridge. Cambridge University Press.

Pereira da Silva W., Pereira da Silva C. (2011) xyExtract Graph Digitizer.

Resnick R., Halliday D., Krane K. (2001) Física, Vol. 1, 4ª ed. México. Compañía Editorial Continental.

Saba M. F., da S. Rosa R. A. (2003) The Doppler Effect of a Sound Source Moving in a Circle. The Physics Teacher 41 (2), 89-91.

Young H., Freedman R., Sears F., Zemansky M. (2009) Física Universitaria, Vol. 1. México. Pearson Education.

W5big (2004) Spectrogram.