Come si gioca a Passa l'ambulanza
- Scegli una prova e leggi la nota della sirena, la velocità dell'ambulanza o l'altezza sentita sulla scheda.
- Usa f' = f·v ÷ (v − v_s) quando viene verso di te e f' = f·v ÷ (v + v_s) quando si allontana, con v = 340 m/s.
- Scrivi la tua previsione e premi Avvia. Guarda le creste addensarsi davanti all'ambulanza.
- Confronta la linea arancione tratteggiata con l'altezza sentita nel grafico.
L'effetto Doppler
Quando una sorgente di onde si muove, le onde davanti a essa si comprimono e quelle dietro si allungano. Il suono viaggia sempre alla stessa velocità nell'aria, circa 340 m/s, quindi le onde compresse ti raggiungono più spesso: senti un'altezza maggiore. Le onde allungate arrivano meno spesso: un'altezza minore. Ecco perché una sirena o un'auto da corsa fa «niii-ooo» quando passa: acuta mentre arriva, un rapido calo mentre passa, grave mentre se ne va. Per una sorgente che si muove a v_s, l'altezza davanti è f·v ÷ (v − v_s) e dietro f·v ÷ (v + v_s). Lo stesso effetto avviene con la luce: i radar della polizia e quelli meteorologici misurano le velocità dalla variazione di frequenza delle onde che tornano indietro, e gli astronomi capiscono dallo spostamento verso il rosso della loro luce che le galassie lontane si stanno allontanando da noi.
Un modello di apprendimento mirato
Il suono viaggia a 340 m/s nell'aria ferma senza vento, e gli ascoltatori stanno fermi. L'ambulanza viaggia in linea retta a velocità costante e la sirena non cambia mai. Nella vista della strada, il suono è disegnato molto più lento del reale perché tu possa vedere le creste, ma il rapporto tra la velocità dell'ambulanza e quella del suono è mantenuto. Il grafico a bordo strada usa la velocità con cui l'ambulanza si avvicina, da 2 s prima che passi a 2 s dopo, e trascura il tempo che il suono impiega ad arrivare. Le risposte entro il 2% sono giuste.