Utilizador:


Sonar

Storyboard

Outro uso do som na água são os sonares, tanto como ferramenta tecnológica quanto como técnica utilizada por baleias e golfinhos (biossonares) para determinar distâncias.

Os biossonares são empregados tanto para navegar quanto para caçar, estimando distâncias e até mesmo velocidades para prever o movimento que a presa terá no futuro.

>Modelo

ID:(1597, 0)



Sonar

Storyboard

Outro uso do som na água são os sonares, tanto como ferramenta tecnológica quanto como técnica utilizada por baleias e golfinhos (biossonares) para determinar distâncias. Os biossonares são empregados tanto para navegar quanto para caçar, estimando distâncias e até mesmo velocidades para prever o movimento que a presa terá no futuro.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$x$
x
Posição relativa do emissor em movimento e do refletor em repouso
m
$\tau_2$
tau_2
Segundo tempo de eco
s
$\tau_1$
tau_1
Tempo de eco
s
$t$
t
Tempo desde o início do rastreamento
s
$\tau$
tau
Tempo entre pulsos
s
$v_e$
v_e
Velocidade do emissor
m/s
$v_o$
v_o
Velocidade do refletor ou receptor
m/s
$d_0$
d_0
Velocidade do som
m
$c$
c
Velocidade do som
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

Com la distância até o objeto ao emitir o primeiro sinal ($d_1$) e la velocidade do som ($c$), pode-se estimar o tempo em que o primeiro sinal se reflete como $d_1/c$, e com la distância até o objeto ao emitir o primeiro sinal ($d_2$), o segundo tempo como $\tau + d_2/c$. Portanto, o tempo entre os reflexos dos dois sinais dado por:

$\Delta\tau = \tau + \displaystyle\frac{ d_2 }{ c } - \displaystyle\frac{ d_1 }{ c }$



A posi o em que a primeira reflex o do sinal ocorre la distância até o objeto ao emitir o primeiro sinal ($d_1$), e a segunda ERROR:v_e\tau_2 + d_2. Portanto, a dist ncia percorrida pelo refletor dada por:

$ \Delta x = v_e \tau + d_2 - d_1 $



Assim, a velocidade do refletor :

$v_o=\displaystyle\frac{\Delta x}{\Delta t}=\displaystyle\frac{ v_e\tau + d_2 - d_1}{ \tau + \displaystyle\frac{d_2}{c} - \displaystyle\frac{d_1}{c}}$



Como mencionado anteriormente em list=11874, a diferen a entre as dist ncias percorridas dada por:

$d_2-d_1=\displaystyle\frac{1}{2}( c + v_e )( \tau_2 - \tau_1 )$



e a velocidade resulta em:

equation


Exemplos


mechanisms

No caso em que tanto o emissor quanto o refletor n o se deslocam, o caminho percorrido pelo som igual a duas vezes ERROR:9911:

image

Como a dist ncia percorrida a la velocidade do som ($c$) em la tempo de eco ($\tau_1$), temos que ERROR:9911 :

equation=11873

No caso em que o emissor se move a uma velocidade la velocidade do emissor ($v_e$) e o refletor est em repouso, la velocidade do som ($d_0$) varia dependendo se o som que viaja com la velocidade do som ($c$) requer la tempo de eco ($\tau_1$) seja maior (se os corpos se afastam) ou menor (se os corpos se aproximam):

image

Portanto, la velocidade do som ($d_0$) igual a

equation=11874

e a posi o do refletor em rela o ao emissor

equation=11876

como fun o de o tempo desde o início do rastreamento ($t$).

En el caso de que el emisor se mueva a una velocidad la velocidade do emissor ($v_e$) y el reflector se desplace a una velocidad la velocidade do refletor ou receptor ($v_o$), la distancia entre el emisor y el reflector puede ser mayor ($v_e > v_o$) o menor ($v_e < v_o$). Si representamos esta situaci n incluyendo la tempo de eco ($\tau_1$), o segundo tempo de eco ($\tau_2$) y o tempo entre pulsos ($\tau$), obtenemos:

image

Al calcular el camino recorrido y el tiempo transcurrido por el reflector entre ambos pulsos, se obtiene la velocidade do refletor ou receptor ($v_o$) como:

equation=11877

Conocidos tanto la velocidade do emissor ($v_e$) como la velocidade do refletor ou receptor ($v_o$), podemos expresar la posição relativa do emissor em movimento e do refletor em repouso ($x$) en funci n de o tempo desde o início do rastreamento ($t$) de la siguiente manera:

equation=11875

con la velocidade do som ($c$).


model

Se n o houver movimento, o tempo necess rio para o sinal la tempo de eco ($\tau_1$) percorrer a velocidade do som la velocidade do som ($c$) $c \tau$, o que o dobro da dist ncia entre o emissor e o refletor.

Portanto, ERROR:9911 :

kyon

No caso em que o emissor se desloca a uma velocidade de la velocidade do emissor ($v_e$) e o refletor n o se move, sua dist ncia inicial la velocidade do som ($d_0$) pode ser estimada usando o tempo de eco la tempo de eco ($\tau_1$). Neste cen rio, a dist ncia percorrida igual a $c \tau_1$, que igual dist ncia inicial entre o emissor e o refletor la velocidade do som ($d_0$), mais o retorno, que o mesmo $d_0$ menos a dist ncia percorrida pelo emissor $v_e\tau_1$. Portanto, temos:

$d_0 + d_0 - v_e\tau_1 = c\tau_1$



ou que la velocidade do som ($d_0$) :

kyon

Para determinar la posição relativa do emissor em movimento e do refletor em repouso ($x$), necess rio considerar la velocidade do som ($d_0$) e subtrair o caminho percorrido pelo emissor. Este ltimo calculado a partir de la velocidade do emissor ($v_e$) e o tempo desde o início do rastreamento ($t$), resultando em:

kyon

La velocidade do refletor ou receptor ($v_o$) pode ser calculado a partir de la velocidade do emissor ($v_e$) e la velocidade do som ($c$), juntamente com la tempo de eco ($\tau_1$), o segundo tempo de eco ($\tau_2$) e o tempo entre pulsos ($\tau$), utilizando a f rmula:

kyon


>Modelo

ID:(1597, 0)



Mecanismos

Definição


ID:(15468, 0)



Princípio do sonar

Imagem

ID:(11869, 0)



Emissor e refletor estão em repouso

Nota

No caso em que tanto o emissor quanto o refletor não se deslocam, o caminho percorrido pelo som é igual a duas vezes ERROR:9911:



Como a distância é percorrida a la velocidade do som ($c$) em la tempo de eco ($\tau_1$), temos que ERROR:9911 é:

ID:(11870, 0)



Emissor em movimento e refletor em repouso

Citar

No caso em que o emissor se move a uma velocidade la velocidade do emissor ($v_e$) e o refletor está em repouso, la velocidade do som ($d_0$) varia dependendo se o som que viaja com la velocidade do som ($c$) requer la tempo de eco ($\tau_1$) seja maior (se os corpos se afastam) ou menor (se os corpos se aproximam):



Portanto, la velocidade do som ($d_0$) é igual a



e a posição do refletor em relação ao emissor é



como função de o tempo desde o início do rastreamento ($t$).

ID:(11871, 0)



Emissor e refletor em movimento

Exercício

En el caso de que el emisor se mueva a una velocidad la velocidade do emissor ($v_e$) y el reflector se desplace a una velocidad la velocidade do refletor ou receptor ($v_o$), la distancia entre el emisor y el reflector puede ser mayor ($v_e > v_o$) o menor ($v_e < v_o$). Si representamos esta situación incluyendo la tempo de eco ($\tau_1$), o segundo tempo de eco ($\tau_2$) y o tempo entre pulsos ($\tau$), obtenemos:



Al calcular el camino recorrido y el tiempo transcurrido por el reflector entre ambos pulsos, se obtiene la velocidade do refletor ou receptor ($v_o$) como:



Conocidos tanto la velocidade do emissor ($v_e$) como la velocidade do refletor ou receptor ($v_o$), podemos expresar la posição relativa do emissor em movimento e do refletor em repouso ($x$) en función de o tempo desde o início do rastreamento ($t$) de la siguiente manera:



con la velocidade do som ($c$).

ID:(11872, 0)



Modelo

Equação


ID:(15469, 0)