Piotr Biegański

FizTechnInfo. LISTA 2
1. Pęcherze gazu utrudniają obrazowanie ultrasonograficzne. Jaki jest współczynnik odbicia
na granicy takiego pęcherzyka jeśli wiesz, że w pozostałej tkance prędkość rozchodzenia
się fali dźwiękowej to ut=1530[m/s] przy gęstości t=840[kg/m3]. Prędkość dźwięku w
gazie to 340[m/s] przy gęstości 1,4[kg/m3]. Jaka część energii ulegnie odbiciu.
2. Programista piszący software dla ultrasonografu dopplerowskiego od konstruktorów
dostał informację, że przy szybkości ruchu tkanki 1[mm/s] dopplerowska zmiana
częstości to 1,3 Hz na każdy megaherc częstości sygnału. Okazało się, że potrzebuje także
znać szybkość dźwięku w ciele pacjenta. Niestety wszyscy konstruktorzy są na kursie
integracyjno szkoleniowym i nikt nie odbiera komórki. Pomóż mu obliczyć tą prędkość.
3. Młody informatyk, pracownik biura kryminalistycznego dostał nietypowe zadanie.
Monitoring stacji benzynowej przy drodze, na której zdarzył się wypadek zarejestrował
jedynie dźwięk przejeżdżającego samochodu. Przełożeni oczekują, że na tej podstawie
potrafi on określić prędkość przejeżdżającego samochodu. Prosta analiza wykazała, że
częstość podstawowa dźwięku przy zbliżaniu się samochodu wyniósł f1=93[Hz] a przy
oddalaniu spadł do f2=78[Hz], ponadto na podstawie danych meteorologicznych
temperatury i wilgotności w tym dniu określił prędkość dźwięku na u=324[m/s]?
4. Jego starszy kolega rozwiązał to zadanie w inny sposób. Znał odległość mikrofonu od
drogi d= 20[m] i prześledził zmianę częstości w funkcji czasu. Okazało się, że w
momencie mijania kamery częstość wynosiła 85,5[Hz] aby ciągu jednej sekundy spaść do
78,07[Hz] . Jak wyznaczył prędkość samochodu?
5. Radar dopplerowski o pracujący przy długości fali =3[cm] śledził nadlatujący z
prędkością 600[m/s] samolot. Ile wyniosło przesunięcie dopplerowskie odbitego sygnału.
Taką zmianę trudno zmierzyć. Jak tego dokonać?
6. Badanie defektoskopem ultradźwiękowym stalowego wieszaka mostu o gęstości
=7860[kg/m3] i module Younga E=210[GPa] wykazało wyraźne echo od pęknięcia
docierające po czasie t=0,4[ms]. Jak głęboko leży to pęknięcie?
7. Na zawodach strzeleckich już nie ogląda się tarcz. Tor lotu określają super czułe
mikrofony ustawione w narożnikach tarczy. Na podstawie różnicy czasowej docierającego
dźwięku lecącego pocisku określają dokładność trafienia. Oczywiście te same
zarejestrowane czasy to strzał w samą dziesiątkę (dzisiaj to 11 pkt.). Opracuj algorytm
obliczający dokładność trafienia na podstawie znanych czasów z rejestratora. Mikrofony
rozłożone są narożnikach ramki 20 cm x 20 cm. Średnica 10 to 1 cm 9 to 3 cm 8 to 5 cm 7
to 7 cm itd. Albo inaczej uzyskane punkty=11- odległość od środka toru lotu pocisku w
cm
Piotr Biegański