💡 ヒント:斜め方向のドップラー効果

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

音源が観測者に向かって真っすぐ近づくときが「ドップラー効果が最大」になります。横を通り過ぎる瞬間(真横)はドップラー効果が 0。斜め方向のときは、その間で 「観測者方向に向かう速度成分」だけが効きます。

ボールを斜めに投げたときに「真正面方向の速度」と「横方向の速度」に分解するのと同じ発想です。

✏️ 求めるもの

音源が観測者に対して角度 \(\theta\) で動いているときに観測者が聞く振動数 \(f'\)

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 幾何の整理:音源 S・観測者 O・速度ベクトル先端の位置関係を図に描く
  2. 角度 θ の特定:\(\theta\) は 速度ベクトル v_sSO 直線のなす角。三角形の辺の比から求める
  3. 有効成分を計算:\(v_s \cos\theta\) を求める
  4. 公式に代入:普通のドップラー公式の \(v_s\) を \(v_s \cos\theta\) に置き換える
注意

角度 \(\theta\) は音源-観測者直線と速度ベクトルのなす角であって、別の基準で測った角度ではない。問題の図から正しい \(\theta\) を読み取ること。また、観測者から見て音源が「近づく方向」の成分なのか「遠ざかる方向」なのかで符号が変わる。