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Geschwindigkeitsvektor einer Schallwelle im Wasser
 
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C4rmel



Anmeldungsdatum: 22.02.2014
Beiträge: 4

Beitrag C4rmel Verfasst am: 22. Feb 2014 14:14    Titel: Geschwindigkeitsvektor einer Schallwelle im Wasser Antworten mit Zitat

Hallo Zusammen,

folgendes Szenario:

Zeichnung:
http://picload.org/image/ldliciw/geschwvektor.png


Ein Schiff auf der Wasseroberfläche sendet Schallwellen mit der Geschwindigkeit c im Winkel Beta zur vertikalen in Richtung eines U-Bootes, welches sich auf der horizontalen mit der Geschwindigkeit v beweget. Es soll nun die Geschwindigkeit des Ubootes anhand der Frequenzdifferenz des rückkehrenden Schalls berechnet werden.

Meine Idee:
Die benötigte Formel dazu konnte ich bereits korrekt auffstellen. (für Interessierte: Herleitung über zweifachen Dopplereffekt)

mein Problem ist nun die X-Komponente der Schallgeschwindigkeit im Wasser

Meine überlegung ist das rote Dreieck meiner Zeichnung woraus resultiert. Allerdings ist dieses Ergebnis falsch.

Korrekt ist das grüne Dreieck mit der Gleichung

Es bleibt für mich nun die große Frage nach dem "Warum?"

Ist mein Verständnis der Komponentenweise Zerlegung falsch oder zerlege ich den falschen Vektor?

viele Grüße
C4rmel
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 22. Feb 2014 19:08    Titel: Re: Geschwindigkeitsvektor einer Schallwelle im Wasser Antworten mit Zitat

C4rmel hat Folgendes geschrieben:
....
Meine Idee:
Die benötigte Formel dazu konnte ich bereits korrekt auffstellen. (für Interessierte: Herleitung über zweifachen Dopplereffekt)
...

Was soll denn hier eine Schallgeschwindigkeit in x-Richtung ? grübelnd
Schall in x-Richtung erreicht weder das U-Boot noch das Schiff ! Zunge

• Wer ist Sender, wer ist Beobachter ?

• Hat das Schiff eine Geschwindigkeit ?

_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
C4rmel



Anmeldungsdatum: 22.02.2014
Beiträge: 4

Beitrag C4rmel Verfasst am: 22. Feb 2014 20:34    Titel: Re: Geschwindigkeitsvektor einer Schallwelle im Wasser Antworten mit Zitat

erkü hat Folgendes geschrieben:

Was soll denn hier eine Schallgeschwindigkeit in x-Richtung ? grübelnd
Schall in x-Richtung erreicht weder das U-Boot noch das Schiff ! Zunge


die Formel wollte ich eigentlich nicht genauer diskutieren. Ich interessiere mich in der Aufgabenstellung nur für die horizontale Bewegeung des U-Bootes. Also brauche ich auch nur die horizontale Komponente des Geschwindigkeitsvektors des Schalls um daraus mit Hilfe der Formel des Dopplereffekts und der Frequenzdifferenz auf die Geschwindigkeit des U-Boots zu kommen.

erkü hat Folgendes geschrieben:

• Wer ist Sender, wer ist Beobachter ?


Antwort beide sind jeweils beides.

1.Fall: Boot(Sender) sendet den Schall in Richtung U-Boot(Empfänger)
2.Fall: Schall prallt von U-Boot(Sender) ab und geht zurück in Richtung Boot(Empfänger)

erkü hat Folgendes geschrieben:

• Hat das Schiff eine Geschwindigkeit ?

das Boot steht den gesamten Prozess über still.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 22. Feb 2014 22:13    Titel: Re: Geschwindigkeitsvektor einer Schallwelle im Wasser Antworten mit Zitat

C4rmel hat Folgendes geschrieben:
...
die Formel wollte ich eigentlich nicht genauer diskutieren.

Was aber zur Lösung des Problems unerlässlich ist. Zunge

Zitat:
Ich interessiere mich in der Aufgabenstellung nur für die horizontale Bewegeung des U-Bootes. Also brauche ich auch nur die horizontale Komponente des Geschwindigkeitsvektors des Schalls um daraus mit Hilfe der Formel des Dopplereffekts und der Frequenzdifferenz auf die Geschwindigkeit des U-Boots zu kommen.

unglücklich
Was gebraucht wird, ist der Einheitsvektor für die Richtung von der Signalquelle zum Beobachter und umgekehrt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt

Zitat:
Die beschriebenen Bewegungen der Signalquelle direkt auf den Beobachter zu oder direkt von ihm weg sind Spezialfälle. Bewegt sich die Signalquelle beliebig im Raum mit der Geschwindigkeit {\vec {v}} so kann die Dopplerverschiebung für einen ruhenden Empfänger zu


angegeben werden. ist dabei der zeitabhängige Einheitsvektor der die Richtung von der Signalquelle S zum Beobachter B beschreibt.

_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
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