Номер 2, страница 56 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

2. Какой прибор используют сотрудники дорожной патрульной службы для определения скорости движения автомобиля (рис. 35).

Рис. 35. Определение скорости движения автомобиля

2. Сотрудники дорожной патрульной службы для определения скорости движения автомобиля используют специальный прибор, который называется измерителем скорости. В зависимости от принципа действия, это может быть радарный или лазерный измеритель скорости (также известный как лидар). На изображении показан один из таких приборов.

Принцип действия этих устройств основан на разных физических законах:

1. Радарный измеритель скорости. Его работа основана на эффекте Доплера. Прибор излучает радиоволны (микроволны) с определённой частотой в сторону движущегося объекта (автомобиля). Эти волны отражаются от автомобиля и возвращаются к приёмнику в приборе. Из-за движения автомобиля частота отражённой волны изменяется: она увеличивается, если автомобиль приближается, и уменьшается, если удаляется. Эта разница между частотой излучённого и отражённого сигналов называется доплеровским сдвигом частоты. Величина этого сдвига прямо пропорциональна скорости автомобиля. Прибор измеряет сдвиг частоты $\Delta f$ и вычисляет скорость $\text{v}$ по формуле:

$v = \frac{\Delta f \cdot c}{2f_0 \cdot \cos\theta}$

где $f_0$ — частота излучаемых волн, $\text{c}$ — скорость света (скорость распространения радиоволн), а $\theta$ — угол между направлением луча радара и направлением движения автомобиля. Прибор на дисплее показывает вычисленное значение скорости.

2. Лазерный измеритель скорости (лидар). Это более современное устройство. Его принцип действия заключается в измерении времени, за которое короткий импульс лазерного излучения (в инфракрасном диапазоне) достигает автомобиля и возвращается обратно после отражения. Зная время прохождения импульса $\text{t}$ и скорость света $\text{c}$, можно точно рассчитать расстояние до автомобиля $d = \frac{c \cdot t}{2}$. Прибор посылает не один, а целую серию импульсов за очень короткий промежуток времени (доли секунды) и измеряет изменение расстояния до автомобиля ($\Delta d$) за этот промежуток времени ($\Delta t$). Скорость вычисляется по простой формуле:

$v = \frac{\Delta d}{\Delta t}$

Лазерные измерители отличаются высокой точностью и узким лучом, что позволяет выделить конкретный автомобиль в плотном потоке транспорта.

На дисплее прибора, показанного на рисунке, мы видим цифру «41», что, вероятно, является измеренной скоростью автомобиля в км/ч или миль/ч, в зависимости от настроек прибора и страны использования.

Ответ: Для определения скорости движения автомобиля сотрудники дорожной патрульной службы используют измеритель скорости, который может быть радарным (основан на эффекте Доплера) или лазерным (лидар).